BWIBots: A platform for bridging the gap between AI and human–robot interaction research

Recent progress in both AI and robotics have enabled the development of general purpose robot platforms that are capable of executing a wide variety of complex, temporally extended service tasks in open environments. This article introduces a novel, custom-designed multi-robot platform for research on AI, robotics, and especially human–robot interaction for service robots. Called BWIBots, the robots were designed as a part of the Building-Wide Intelligence (BWI) project at the University of Texas at Austin. The article begins with a description of, and justification for, the hardware and software design decisions underlying the BWIBots, with the aim of informing the design of such platforms in the future. It then proceeds to present an overview of various research contributions that have enabled the BWIBots to better (a) execute action sequences to complete user requests, (b) efficiently ask questions to resolve user requests, (c) understand human commands given in natural language, and (d) understand human intention from afar. The article concludes with a look forward towards future research opportunities and applications enabled by the BWIBot platform

Artificial intelligence within the interplay between natural and artificial computation:Advances in data science, trends and applications

Artificial intelligence and all its supporting tools, e.g. machine and deep learning in computational intelligence-based systems, are rebuilding our society (economy, education, life-style, etc.) and promising a new era for the social welfare state. In this paper we summarize recent advances in data science and artificial intelligence within the interplay between natural and artificial computation. A review of recent works published in the latter field and the state the art are summarized in a comprehensive and self-contained way to provide a baseline framework for the international community in artificial intelligence. Moreover, this paper aims to provide a complete analysis and some relevant discussions of the current trends and insights within several theoretical and application fields covered in the essay, from theoretical models in artificial intelligence and machine learning to the most prospective applications in robotics, neuroscience, brain computer interfaces, medicine and society, in general.BMS - Pfizer(U01 AG024904). Spanish Ministry of Science, projects: TIN2017-85827-P, RTI2018-098913-B-I00, PSI2015-65848-R, PGC2018-098813-B-C31, PGC2018-098813-B-C32, RTI2018-101114-B-I, TIN2017-90135-R, RTI2018-098743-B-I00 and RTI2018-094645-B-I00; the FPU program (FPU15/06512, FPU17/04154) and Juan de la Cierva (FJCI-2017–33022). Autonomous Government of Andalusia (Spain) projects: UMA18-FEDERJA-084. Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria of Galicia: ED431C2017/12, accreditation 2016–2019, ED431G/08, ED431C2018/29, Comunidad de Madrid, Y2018/EMT-5062 and grant ED431F2018/02. PPMI – a public – private partnership – is funded by The Michael J. Fox Foundation for Parkinson’s Research and funding partners, including Abbott, Biogen Idec, F. Hoffman-La Roche Ltd., GE Healthcare, Genentech and Pfizer Inc

Towards a framework for socially interactive robots

250 p.En las últimas décadas, la investigación en el campo de la robótica social ha crecido considerablemente. El desarrollo de diferentes tipos de robots y sus roles dentro de la sociedad se están expandiendo poco a poco. Los robots dotados de habilidades sociales pretenden ser utilizados para diferentes aplicaciones; por ejemplo, como profesores interactivos y asistentes educativos, para apoyar el manejo de la diabetes en niños, para ayudar a personas mayores con necesidades especiales, como actores interactivos en el teatro o incluso como asistentes en hoteles y centros comerciales.El equipo de investigación RSAIT ha estado trabajando en varias áreas de la robótica, en particular,en arquitecturas de control, exploración y navegación de robots, aprendizaje automático y visión por computador. El trabajo presentado en este trabajo de investigación tiene como objetivo añadir una nueva capa al desarrollo anterior, la capa de interacción humano-robot que se centra en las capacidades sociales que un robot debe mostrar al interactuar con personas, como expresar y percibir emociones, mostrar un alto nivel de diálogo, aprender modelos de otros agentes, establecer y mantener relaciones sociales, usar medios naturales de comunicación (mirada, gestos, etc.),mostrar personalidad y carácter distintivos y aprender competencias sociales.En esta tesis doctoral, tratamos de aportar nuestro grano de arena a las preguntas básicas que surgen cuando pensamos en robots sociales: (1) ¿Cómo nos comunicamos (u operamos) los humanos con los robots sociales?; y (2) ¿Cómo actúan los robots sociales con nosotros? En esa línea, el trabajo se ha desarrollado en dos fases: en la primera, nos hemos centrado en explorar desde un punto de vista práctico varias formas que los humanos utilizan para comunicarse con los robots de una maneranatural. En la segunda además, hemos investigado cómo los robots sociales deben actuar con el usuario.Con respecto a la primera fase, hemos desarrollado tres interfaces de usuario naturales que pretenden hacer que la interacción con los robots sociales sea más natural. Para probar tales interfaces se han desarrollado dos aplicaciones de diferente uso: robots guía y un sistema de controlde robot humanoides con fines de entretenimiento. Trabajar en esas aplicaciones nos ha permitido dotar a nuestros robots con algunas habilidades básicas, como la navegación, la comunicación entre robots y el reconocimiento de voz y las capacidades de comprensión.Por otro lado, en la segunda fase nos hemos centrado en la identificación y el desarrollo de los módulos básicos de comportamiento que este tipo de robots necesitan para ser socialmente creíbles y confiables mientras actúan como agentes sociales. Se ha desarrollado una arquitectura(framework) para robots socialmente interactivos que permite a los robots expresar diferentes tipos de emociones y mostrar un lenguaje corporal natural similar al humano según la tarea a realizar y lascondiciones ambientales.La validación de los diferentes estados de desarrollo de nuestros robots sociales se ha realizado mediante representaciones públicas. La exposición de nuestros robots al público en esas actuaciones se ha convertido en una herramienta esencial para medir cualitativamente la aceptación social de los prototipos que estamos desarrollando. De la misma manera que los robots necesitan un cuerpo físico para interactuar con el entorno y convertirse en inteligentes, los robots sociales necesitan participar socialmente en tareas reales para las que han sido desarrollados, para así poder mejorar su sociabilida