Percezione e Accettazione dei Robot Quadrupedi nella Ricerca e Soccorso: Esplorare l'Impatto delle Variazioni Comportamentali sull'Interazione Uomo-Robot

Abstract

L'integrazione di robot autonomi nelle operazioni di ricerca e soccorso (SAR) presenta sfide di interazione uomo-robot (HRI). In questi contesti, movimento, postura e prossimità del robot non sono semplici parametri funzionali, ma fattori che determinano se le persone vicine lo percepiscano come sicuro e affidabile o come un'ulteriore minaccia. ​Questa tesi presenta la progettazione, implementazione e valutazione di un sistema di comportamento sociale per il robot quadrupede Boston Dynamics Spot in ambito SAR. Il sistema definisce quattro zone concentriche attorno al robot. Quando viene rilevata una persona e il robot si avvicina, il comportamento cambia progressivamente: traccia la persona passivamente, rallenta e ne riconosce la presenza con un breve sguardo, per poi fermarsi, orientarsi verso di essa e assumere una postura più bassa e meno imponente. Il sistema è implementato come architettura ROS modulare in tempo reale su piattaforma Spot. Uno studio con utenti confronta la condizione di comportamento sociale completo con una condizione di base in cui il robot naviga alla massima velocità senza modulazione sociale. ​Ventiquattro partecipanti hanno completato lo studio. La reattività sociale è risultata significativamente più alta nella condizione di Comportamento Completo (d = 0,98, p < .001). Anche la sicurezza percepita è stata valutata più alta nel Comportamento Completo (d = 0,44, p = .042). Fiducia e accettazione hanno mostrato lo stesso trend, pur senza raggiungere la significatività nel confronto intra-soggetto (within-subject); considerando solo il primo incontro, entrambi gli effetti diventano significativi. Complessivamente, i risultati mostrano che il sistema modifica quanto il robot appaia reattivo e consapevole, con un guadagno minore ma coerente nella sicurezza percepita e un beneficio meno certo, ma direzionalmente coerente, per fiducia e accettazione.

​The integration of autonomous robots into Search and Rescue (SAR) operations presents human-robot interaction (HRI) challenges. Under these conditions, the robot’s movement, posture, and proximity behavior are not simply functional parameters but factors that influence whether nearby humans perceive the robot as safe and trustworthy, or as an additional threat. ​This thesis presents the design, implementation, and evaluation of a social behavior system for the Boston Dynamics Spot quadruped robot, developed for SAR deployment. The system defines four concentric zones around the robot. As a person is detected and the robot draws closer, its behavior shifts progressively: it begins by passively tracking them, then slows down and acknowledges their presence with a brief glance, and finally comes to a complete stop, orients its body toward them, and adopts a lower, less imposing posture. The system is implemented as a modular real-time ROS architecture running on the physical Spot platform. A user study compares the full social behavior condition against a baseline condition in which the robot navigates at full speed without any social modulation. ​Twenty-four participants completed the study. Social responsiveness was rated significantly higher in the Full Behavior condition (d = 0.98, p < .001). Perceived safety was also rated higher under Full Behavior (d = 0.44, p = .042). Trust and acceptance showed the same direction of improvement but did not reach significance in the main within-subject comparison; when only participants’ first encounter with the robot is considered, both effects do reach significance. Overall, the results show the social behavior system changes how responsive and aware the robot appears, with a smaller but consistent gain in perceived safety and a less certain, but directionally consistent, benefit for trust and acceptance.