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Mensch-Roboter-Interaktion

Für eine intuitive Interaktion müssen Roboter unter Berücksichtigung der körperlichen Fähigkeiten der Nutzerinnen und Nutzern multimodale Sensordaten erfassen und interpretieren sowie in geeigneter Form Rückmeldung geben. Spezielll bei besonders tragbaren Robotiksystemen ist die Schnittstelle zum Menschen von elementarer Bedeutung, damit das System als Teil des eigenen Körpers wahrgenommen werden kann.

Unsere Forschungsthemen fokussieren sich daher auf das Verständnis menschlicher Wahrnehmung sowie die Entwicklung nutzerorientierter Schnittstellen für technische Systeme im allgemeinen. Für die Verbesserung der Körperschemaintegration von körpernahen Robotiksystemen untersuchen wir den Einfluss unterschiedlicher Sensoren, Stimulatoren und Interaktionsstrategien auf die Körpererfahrung. Hierzu modifizieren wir experimentelle Ansätze aus der psychologischen und kognitionswissenschaftlichen Forschung zu Human-in-the-Loop Experimenten zur Untersuchung zugrundliegender Mechanismen und deren praktischer Berücksichtigung.

 

  
Derzeitige Projekte zu diesem Thema 

Anwenderseitige Körpererfahrung und Mensch-Maschine-Schnittstellen in der (Assistenz-)Robotik 

Gefördert durch die DFG: BE 5729/3&11

Das wissenschaftliche Netzwerk befasst sich mit der Körpererfahrung von Menschen, die Assistenzroboter oder andere körpernahe Robotiksysteme verwenden. Für ein besseres Verständnis technischer Möglichkeiten zur Verbesserung der Erfahrung analysieren die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Maße zur Beurteilung der Körperrepräsentation sowie deren Berücksichtigung in neuen Entwurfsmethoden. Dies beinhaltet die Identifikation geeigneter Wahrnehmungskanäle und unterstützt die Entwicklung von neuen Mensch-Maschine-Schnittstellen sowie von Human-in-the-Loop Experimenten („robot hand/leg illusions“).

Weitere Informationen zu den Aktivitäten des Netzwerks finden sich hier.

  

EFFiziente und schnelle textEiNgabe für menschen mit motorischen behinDerungen neuromuskulär-Induzierter art

Gefördert durch die DFG: FE 936/6

Menschen mit motorischen Einschränkungen sind oft nicht dazu in der Lage, eine Computertastatur effizient zu bedienen und haben daher Bedarf für alternative Eingabemethoden. Für Nutzerinnen und Nutzer mit neuromuskulären Erkrankungen werden in diesem Projekt Alternativen entwickelt, die sich der individuellen Symptomatik einzelner Personen durch modulare, multisensorische Schnittstellen anpassen können. Der praktische Nutzen der dabei entstehenden Eingabegeräte wir im Rahmen eines Mensch-zentrierten Entwicklungsprozesses durch die kontinuierliche Einbindung der Zielgruppe sichergestellt.

  

  

Abgeschlossene Projekte zu diesem Thema

Mensch-orientierte Methoden zur intuitiven und fehlertoleranten Regelung tragbarer Robotiksysteme 

Unterstützt durch das „Athene Young Investigator“-Programm der TU Darmstadt

In diesem Projekt wurden Regelungsansätze für tragbare Robotiksysteme zur Bewegungsunterstützung und –augmentation entwickelt. die eine effiziente und natürliche Unterstützung bieten und verhindern, dass sich Nutzerinnen und Nutzer „durch den Roboter gesteuert“ fühlen. Als Basis zur adaptiven Impedanzregelung dienen psychophysikalische Experimente zur Erfahrung der Steifigkeit tragbarer Roboter durch die Nutzerinnen und Nutzer, um vielseitige Fortbewegungsarten und Fehlertoleranz zu gewährleisten. Durch Human-in-the-Loop-Experimente wurde zudem die Körperschemaintegration tragbarer Robotiksysteme durch ihre Nutzerinnen und Nutzer untersucht.

 

Elektromyografische (lernende) Regelung von Roboterbeinen zur Untersuchung von menschlicher Körpererfahrung 

Gefördert durch die DFG: BE 5729/4

Die Kooperation mit der Arizona State University umfasst die Regelung eines Roboterbeines zur Untersuchung menschlicher Körpererfahrung. Zur Bewegungserkennung und Regelung wird eine Kombination aus elektromyographischer Muskelaktivitätsmessung und maschinellem Lernen untersucht. Hierdurch soll die Imitation menschlicher Bewegungen durch das Roboterbein verbessert werden. Des Weiteren werden im Rahmen des Projektes Bewertungsmethoden zur experimentellen Untersuchung der Körpererfahrung vorbereitet.