Collaborative Robotics - State of Art and New Problems

The new branch of robotics has been formed nowadays as a collaborative robotics. It seems as a natural result of the developments in the area of manipulation and mobile robots controlled by human operator. Evolution of robotics intended to enlighten human's work resulted in creation of autonomous robots with multimodal interface which make it possible to control a robot for a human without special training. The safety of such robotic systems is to be guaranteed as for operator himself as for other humans in the working area of robotic system. Development of collaborative robotic systems is connected with the problems of human-robot interaction. The human operator can only observe the behavior of the robotic system and state the new tasks in the form of speech dialogue. From the tasks of movement control the operator comes to the tasks formulation as if he collaborates with a human - assistant. So the interface of operator has to propose him an adequate perception of the current situation and his instructions are to be "clear'' for robot - assistant. Important part in the autonomous robot control is the navigation system proving the robot to appreciate the environment and to plan its own way in presence of other moving objects. One of the tasks of control is the robot return in case of communication loss with the operator. The task is more complicated for operator if it is necessary to control a group of autonomous robots to fulfil the tasks of the environment monitoring, radiation or chemical reconnaissance etc. Dialogue control may be enlightened for human by "emotional" support of speech communication by demonstration of mimic expression of robot's face. The mutual "understanding" demands also the analysis of the human state by the robot. It is also necessary to pay attention at human possibilities to perceive information and adopt the necessary decision. The possible way of coordination of human-robot possibilities are the linguistic variables application and fuzzy logic inference as on the stage of information perception as on the stage of actions planning and decision adoption. The "natural" relation of space and time make it more close the human-robot dialogue to the dialogue between human-master and human-assistant. The most important problems of mentioned above were under discussion at the first international conference on collaborative robotics on 2106 and are reflected in the paper.

коллаборативные роботы, человек-оператор, система навигации, лингвистические переменные, нечеткий логический вывод, речевой диалог, восприятие информации, многомодальный интерфейс, сollaborative robots, human-operator, navigation system, linguistic variable, fuzzy logic inference, robotic systems, speech dialogue, speech emotional support, information perception, multimodal interface

1. Interactive Collaborative Robotics. First international Conference, ICR 2016 / Ed. by A. Ronzhin, G. Rigoll, R. Meshcheryakov. Springer, LNAI 9812, 254 p.

2. The Robot Report. URL:http://www.therobotreport.com

3. Smirnov A., Kashevnik A., Mikhailov S., Mironov M., Petrov M. Smart M3-Based Robot Interaction Scenario for Coalition Work. Interactive Collaborative Robotics. First international Conference, ICR 2016 / Ed. by A. Ronzhin, G. Rigoll, R. Meshcheryakov. Springer, LNAI 9812. P. 199-207.

4. Михайлов Б. Б., Назарова А. В., Ющенко А. С. Автономные мобильные роботы - навигация и управление // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. № 2 (175). С. 48-67.

5. Kharlamov A., Ermishin K. Voice Dialogue with a Collaborative Robot Driven by Multimodal Semantics. Interactive Collaborative Robotics. First international Conference, ICR 2016 / Ed. by A. Ronzhin, G. Rigoll, R. Meshcheryakov. Springer, LNAI 9812. P. 225-233.

6. Ющенко А. С. Диалоговое управление роботами на основе нечеткой логики // Тр. Междунар. конф. "Экстремальная робототехника". 2015. С. 143-146.

7. Володин Ю. С., Михайлов Б. Б., Ющенко А. С. Нечеткая классификация препятствий мобильным роботом с использованием телевизионной системы пространственного зрения // Сб. науч. тр. 6-й Междунар. науч.-практ. конф. "Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте". 2011. Т. 1. С. 372-380.

8. Воротников С. А., Ермишин К. В. Мультиагентная сенсорная система сервисного мобильного робота // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. Вып. 6. С. 50-59.

9. Ющенко А. С. Диалоговое управление роботами на основе нечеткой логики // Экстремальная робототехника. Сб. докладов всеросс. науч.-техн. конф. СПб: Политехника-сервис, 2015. С. 143-146.

10. Ющенко А. С. Интеллектуальное планирование в деятельности роботов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 3. С. 5-18.

11. Магазов С. С. Когнитивные процессы и модели. М.: Изд. ЛКИ, 2007. 248 с.

12. Герасимов В. Н. К вопросу управления движением мобильного робота в динамической среде // Робототехника и техническая кибернетика. 2014. № 1 (2). С. 44-51.

13. Ющенко А. С., Тачков А. А. Интегрированная система управления пожарным разведывательным роботом // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Приборостроение. 2012. Спец. выпуск № 6. Робототехнические системы. С. 106-111.

14. Девятериков Е. А., Михайлов Б. Б. Визуальный одометр // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. Спец. выпуск № 6. С. 68-82.

15. Жонин А. А. Алгоритм обучения менеджера диалога речевой диалоговой системы управления роботом // Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сб. научных трудов международной конференции. М.: Физ. мат. лит, 2011. С. 395-406.

16. Majewski M., Kacalak W. Speech-Based Interfaces with Augvtnyed Reality and Interactive Systems for Controlling Mobile Cranes // First international Conference, ICR 2016 / Ed. by A. Ronzhin, G. Rigoll, R. Meshcheryakov. Springer, LNAI 9812. P. 89-98.

17. Yuschenko A., Vorotnikov S., Konyshev D., Zhonin A. Mimic Recognition and Reproduction in Bilateral Human-Robot Speech Communication // Interactive Collaborative Robotics. First international Conference, ICR 2016 / Ed. by A. Ronzhin, G. Rigoll, R. Meshcheryakov. Springer, LNAI 9812. P. 133-142.

18. Hiroshi Ishiguro Laboratories - Robots. URL: http://www. geminoid.jp/en/robots.html (date of access 01.08.2014).

19. Нейроботикс - Алиса Зеленоградова. URL: http://neuro-botics.ru/robotics/antropomorphic-robots/alice (дата обращения 01.08.2014).

20. Ekman P., Friesen W., Hager J. Facial Action Coding System (FACS). URL: http://www.paulekman.com/facs/, 2002 (date of access 01.08.2014).

21. Ющенко А. С. Состояние и перспективы диалогового управления роботами // Труды Института психологии РАН. Актуальные проблемы психологии труда инженерной психологии и эргономики. Вып. 7. М.: Изд-во Института психологии РАН, 2015. С. 408-423.