Man-Machine Interface for Autonomous Robots and Multi-Agent Robotic Systems
https://doi.org/10.17587/mau.17.606-614
Abstract
The article provides an overview of tools and methods of man-machine interface for special types of robotic systems. It continues the series of previous publications on multi-robot systems that can provide a cooperative solution to the specified task. Although most multi-robot systems research is centered around the problems of group control, it is obvious that the effectiveness of such systems will be determined by the capabilities of man-machine interface designed to interact with them. In this article we show the evolution of man-machine interfaces starting from manually controlled robots and finishing with autonomous robots. We also discuss a variety of approaches to implementation of such interfaces. From the analysis of modern interfaces functional capabilities we offer the construction principles of man-machine interface for multi-agent robotic systems. These principles are based on complex automatization of information preprocessing for a multi-robot systems at every stage of their operation; intellectualization of decision-making process; software modularity and unification. The structure and composition of software and algorithmic tools for multi-robot group's task description are justified including the systems responsible for information input/output; task scenario model formation; agents number estimation; task planning; multi-robot system modelling; information gathering and interpretation. Supervising software is presented that controls the coordinated functioning of man-machine interface subsystems. The results of the simulation are given including the task scenario formation and its execution monitoring.
About the Authors
V. M. Lokhin
Moscow Technical University (MIREA)
Russian Federation
Russian Federation
S. V. Manko
Moscow Technical University (MIREA), Moscow, 119454, Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
R. I. Alexandrova
Moscow Technical University (MIREA), Moscow, 119454, Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
M. P Romanov
Moscow Technical University (MIREA), Moscow, 119454, Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
S. A. Diane
Moscow Technical University (MIREA), Moscow, 119454, Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Крюченков Е. Н., Кучерский Р. В., Диане С. А. Мультиагентные робототехнические системы: примеры и перспективы применения // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 2. C. 22-32.
2. Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П. Принципы построения и проблемы разработки мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 3. C. 11-16.
3. Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Крюченков Е. Н., Кучерский Р. В., Худак Ю. И. Модели и алгоритмы планирования действий и распределения заданий в мультиагентных робототехнических системах // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 5. C. 44-50.
4. Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Диане С. А. Способы представления знаний и особенности функционирования мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. № 1. 2014. C. 36-39.
5. Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Диане С. А., Трипольский П. Э., Карпов С. А. Модели и алгоритмы оценки численности состава мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 3.
6. Human Robot Interaction. Edited by N. Sarkar, I-Tech Education and Publishing, 2007. 522 p.
7. Advances in Human-Robot Interaction. Edited by V. A. Kulyukin. Croatia. In-Tech, 2009. 342 p.
8. Human-Robot Interaction. Edited by D. Chugo. Croatia. InTech, 2010. 288 p.
9. Mobile Robots - Control Architectures, Bio-Interfacing, Navigation, Multi Robot Motion Planning and Operator Training. Edited by J. B?dkowski. Croatia. In-Tech, 2011. 390 p.
10. Кулаков Ф. М. Супервизорное управление манипуляционными роботами. М.: Наука, 1980.
11. Lozano-Perez Т. Robot programming // Proc. of IEEE. 1983.Vol. 71, no. 7. P. 821-841.
12. Назарова А. В. Языки программирования роботов: Обзор. М.: МЦНТИ, 1988.
13. Справочник по промышленной робототехнике. Кн. 2 / Под ред. Ш. М. Нофа. М.: Машиностроение, 1990.
14. Манько С. В., Штыков А. В. Автоматизация программирования роботов. М.: МИРЭА, 1997.
15. Невзорова О. А. Машинное обучение и задачи обработки естественного языка // Новости искусственного интеллекта. 1998. № 1.
16. Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П. Технологии обработки командной информации и управления поведением в интеллектуальных робототехнических системах // Информационные технологии. 2005. № 7.
17. Владимирский Б. М., Кирой В. Н., Скоморохов А. А. Пути создания интерфейса "мозг-компьютер" для людей // Известия ЮФУ. Технические науки. 2008. № 6 (83). C. 210-212.
18. Hochberg L. R. et al. Reach and grasp by people with tetraplegia using a neurally controlled robotic arm // Nature. 2012. 485 (7398). P. 372-375.
19. Autonomous Vehicles in Support of Naval Operations // Committee on Autonomous Vehicles in Support of Naval Operations, National Research Council / USA, National Academies Press, 2005.
20. Technology Development for Army Unmanned Ground Vehicles / Committee on Army Unmanned Ground Vehicle Technology, National Research Council / USA, National Academies Press, 2002.
21. Multi Robot Systems, Recent Advances. Edited by A. Lazinica. Croatia, I-Tech Education and Publishing, 2008. 318 р.
22. Multiagent Systems. Edited by S. Ahmed and M. N. Karsiti. Croatia, I-Tech, 2009. 425 р.
23. Swarm Robotics, From Biology to Robotics. Edited by E. M. Martin. InTech, 2010. 101 p.
24. Multi-robot systems, trends and development. Edited by T. Yasuda, InTech, 2011. 586 p.
25. Drury J. L., Scholtz J., Kieras D. The Potential for Modeling Human-Robot Interaction with GOMS / Human Robot Interaction. Edited by N. Sarkar, I-Tech Education and Publishing, 2007. P. 21-38.
26. Бобровский C. JAUS: стандарт на разработку военных и мирных роботов // PC Week / RE. 2004. № 38.
27. Enterprise Structure: JAUS. URL: http://www.jointrobo-tics.com/enterprise02.php
28. ROCU-7 Ruggedized Operator's Control Unit. URL: http:// www.robo-team.com//uploads/docs/ROCU-7.pdf
29. Мobius - Universal Control for Unmanned Systems. URL: http://autonomoussolutions.com/brochure/mobius.pdf
30. Mobi - portable handheld Operator Control Unit. URL: http:// autonomoussolutions.com/brochure/mobi.pdf
31. Autonomous Solutions, Inc. Overview. URL: http://oilandgas-innovation.com/wp-content/uploads/2013/05/Autonomous-Soluti-ons-Inc.pdf
32. Geospecific simulation with game quality graphics. URL: http:// www.metavr.com/
33. Манько С. В., Лохин В. М., Романов М. П. Концепция построения мультиагентных робототехнических систем // ВЕСТНИК МГТУ МИРЭА. 2015. № 3. Т. 1.
34. Манько С. В., Диане С. А. К., Лохин В. М., Романов М. П. Модели и программно-алгоритмическое обеспечение мульти-агентньгх робототехнических систем // ВЕСТНИК МГТУ МИРЭА. 2015. № 3. Т. 1.
35. Евстигнеев Д. В., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П. Комплекс программно-инструментальных средств для проектирования, моделирования и отработки тактики применения автономных роботов и мультиагентных робототехнических систем // ВЕСТНИК МГТУ МИРЭА. 2015. № 3. Т. 1.
36. Программный комплекс для моделирования роботов и ро-бототехнических систем Дин-Софт РобСим 5. URL: http://rob-sim.dynsoft.ru/working.php
37. Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П. Универсальный полигон для отработки технологий интеллектуального и сетецентрического управления автономными роботами и мультиагентными робототехническими системами // ВЕСТНИК МГТУ МИРЭА. № 3. 2015. Т. 1.
38. Графическая библиотека OpenGL. URL: http://www.rsdn.ru/ article/opengl/ogltut2.xml
39. OGRE. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/OGRE
Review
For citations:
Lokhin V.M., Manko S.V., Alexandrova R.I., Romanov M.P., Diane S.A. Man-Machine Interface for Autonomous Robots and Multi-Agent Robotic Systems. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2016;17(9):606-614. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.17.606-614
Views:
951
.png)
Email this article 