Migliorare l'interazione uomo-robot attraverso l'allocazione dinamica delle attività basata sulla fiducia

Abstract

L'integrazione dei robot nella vita quotidiana richiede la loro capacità di cooperare senza una conoscenza preliminare delle capacità reciproche e di collaborare con gli esseri umani in un ambiente condiviso. Questa ricerca identifica la fiducia come una metrica fondamentale per l'assegnazione dei compiti tra robot e umani attraverso metodi basati su aste. La fiducia viene modellata attingendo alla letteratura esistente e adattando questi modelli a contesti in cui agenti eterogenei possono unirsi o lasciare dinamicamente, svolgere i compiti assegnati o verificare l'esecuzione dei compiti da parte di altri. Questi agenti sono eterogenei in quanto possiedono capacità diverse per eseguire e verificare azioni. Il modello distingue tra "eseguire un'azione" e "verificare un'azione", riconoscendo che alcuni agenti possono svolgere compiti mentre altri sono solo in grado di osservare e valutare. Questa tesi presenta il formalismo rilevante e i dettagli dell'architettura del sistema implementata nel Robot Operating System (ROS). Una serie di esperimenti, in un ambiente reale, utilizzando robot TurtleBot4, illustra la fattibilità del sistema in scenari collaborativi uomo-robot e dimostra il suo potenziale per un'applicazione su larga scala.

The integration of robots into everyday life necessitates their ability to cooperate without prior knowledge of each other’s capabilities and to cooperate with humans in a shared environment. This research iden tifies trust as a fundamental metric for task allocation in robots and humans through auction-based methods. Trust is modeled by draw ing on existing literature and adapting these models to environments where heterogeneous agents can dynamically join or leave, carry out assigned tasks, or verify task execution by others. These agents are heterogeneous in that they possess varying capabilities for executing and verifying actions. The model distinguishes between ”executing an action” and ”verifying an action,” recognizing that some agents can perform tasks while others are only capable of observation and assessment. This thesis presents the relevant formalism and details the system architecture implemented in the Robot Operating System (ROS). A series of experiments, in a real environment, using Turtle Bot4 robots, illustrate the feasibility of the system in collaborative human-robotic scenarios and demonstrate its potential for widespread application.