20999

۲۰۹۹۹

طراحي و نمونه سازي سازوكار تعامل امن كاربر انساني با چندين ربات به شيوه تطبيقي هوشمند

دكتري

هوش‌ مصنوعي

۱۳۹۱

۱۳۹۸/۰۳/۲۹

دكتر محمدرضا كنگاوري

كامپيوتر

امروزه با پيشرفت علم رباتيك و پررنگ‌تر شدن حضور ربات‌ها در زندگي انسان، در بسياري از كاربردها نياز به تعامل بين كاربر انساني و چندين ربات براي انجام يك مأموريت و يا حل يك مسئله در محيط، بيش از پيش احساس مي‌شود. در نتيجه طراحي و پياده‌سازي سازوكاري به منظور تعامل يك انسان با چندين ربات كه بتواند اين تعامل را به بهترين شكل و طبيعي‌ترين صورت از نظر كاربر انساني، شكل دهد، اجتناب ناپذير مي‌نمايد. اين سازوكار تعاملي بايد به گونه‌اي طراحي و ارائه گردد كه در شرايط مختلف محيطي، محدوديت‌هاي عملياتي، و تنوع گسترده كاربران، با حداكثر كارايي قابل استفاده باشد. لازمه دست‌يابي به اينچنين سازوكاري، ارائه سازوكار تطبيقي هوشمند براي تعامل مي‌باشد. اين سازوكار هوشمند، در واقع اين امكان را فراهم مي‌كند كه رابط‌كاربري به صورت بي‌درنگ با شرايط محيط و كاربر تطبيق پيدا كند تا در نهايت تعاملي با حداكثر كارايي شكل گيرد. هدف نهايي اين رساله ارائه يك سازوكار كارامد امن براي تعامل كاربر انساني با گروهي از ربات‌ها به شيوه تطبيقي هوشمند مي‌باشد. در هيچ يك از كارهاي انجام شده، يك معماري با پوشش حداكثري بر روي مؤلفه‌هاي تأثيرگذار در اين تعامل هوشمند ارائه نشده است. در نتيجه در اين رساله ابتدا يك معماري مناسب كه تا جاي ممكن تمامي عناصر دخيل در اين تعامل هوشمند را در خود جاي داده باشد، ارائه گرديد. البته مسئله مدلسازي فراموشي كاربر و امنيت در تعامل نيز در معماري پيشنهادي به صورت ويژه در نظر گرفته شد. سپس به منظور تأييد صحت عملكرد معماري پيشنهادي، به مدل‌سازي سازوكار تعاملي با استفاده از شبكه پتري رنگي زماندار سلسله‌مراتبي پرداخته شد. در نهايت براي ارزيابي سازوكار ارائه شده، شبيه‌سازي رابط‌كاربري تطبيقي هوشمند براي كنترل گروهي از پهپادها، با استفاده از شبيه‌ساز قدرتمند Anylogic، انجام پذيرفت. نتايج بدست آمده بر اساس سنجه‌هاي مختلف عيني و ذهني نمايانگر كارايي بسيار مناسب رابط‌كاربري پيشنهادي براي تعامل با گروهي از ربات‌ها مي‌باشد.

1398/06/16

Design and Prototype of a Human-User Multiple-Robot Secure Interaction Mechanism in an Intelligent Adaptive Way

6/18/2020 12:00:00 AM

Nowadays, with progresses in robotic science, we are witnessing the omnipresence of robots in human life. Moreover, in many cases, there is serious need to interact between single human and multiple robot to do an operation or solve a problem. So, the design and implementation of a mechanism for single-human multiple-robot interaction with a low workload and in very natural way (from the user perspective), is inevitable. This interaction mechanism should be designed and presented in such a way that it can be used with maximum efficiency in various environmental conditions, operation constraints, and wide variety of users. This intelligent mechanism, in fact, allows the user interface to be adapted in real-time to the environment conditions and the user context, in order to organize an efficient interaction. The final goal of this thesis is presenting a secure efficient mechanism for intelligent adaptive interaction between single-human and multiple-robot. Nevertheless, there is no comprehensive architecture for IAI in the literature. In this regard, at first, an appropriate architecture was provided that contains, as far as possible, all the elements and components which affect in this intelligent interaction. Of course, the problem of modeling user forgetting and the security in interaction was also considered in the proposed architecture. Then, this interaction mechanism was modeled using Hierarchical Timed Colored Petri Net to verify the proposed architecture functionality. Lastly, to evaluate the presented mechanism, simulation of an intelligent adaptive interface for controlling a group of UAVs was conducted using the Anylogic simulator as a very powerful simulation software. The results obtained, on the basis of various subjective and objective criteria, indicate efficiency of the proposed user interface for interaction with a group of robots.