JultikaUniversity of Oulu repository

Abstract

In this work, we present a data-gathering tool for virtual reality human-robot interaction focusing on the trajectories of the participants. Unity, Robot Operating System, Photon PUN, and Oculus were utilized to create a lightweight multiplayer environment for various studies. The system supports various amounts of humans and autonomous as well as teleoperated robots. The data from these interactions can be collected and further analysed to find possible differences in human behavior. Positional and orientional data proved to be accurate. Measured latency of 200ms was found to be sufficient for the trajectory collection.

Human-robot interaction studies are often restricted because of the challenges regarding large datasets, time, and financial matters. With the implementation of virtual reality, many of these challenges can be addressed. Virtual reality offers safe and easier ways to research situations that could be dangerous or impossible to produce in real life.

Interaktiivinen virtuaaliympäristö ihmisten ja robottien välisen vuorovaikutuksen tutkimiseen

Tiivistelmä

Tässä työssä esittelemme tiedonkeruutyökalun ihmisten ja robottien välisen vuorovaikutuksen tutkimiseen virtuaalisessa todellisuudessa. Työkalu on kevyt moninpeli alusta, joka hyödyntää Unity-, Robot Operating System-, Photon PUN-, sekä Oculus-teknologioita. Järjestelmä tukee yhtä aikaisesti useita osallistujia, ihmisiä sekä teleoperoituja tai autonomisia robotteja. Ihmisten ja robottien välisistä kanssakäymisistä saatua dataa voidaan analysoida ja pyrkiä selvittämään mahdollisia muutoksia ihmisen käyttäytymisessä erilaisissa tilanteissa. Sijainti- ja orientaatiodata osoittautui tarkaksi. Mitattu 200ms viive on riittävä liikeratojen seuraamiseen.

Ihmisten ja robottien vuorovaikutusta tutkivia tutkimuksia kuitenkin usein rajoittaa useat tekijät, kuten suuret tietoaineistot, pitkät tutkimusten kestot ja suuret kulut. Virtuaalisen todellisuuden hyödyntäminen tutkimuksissa voi auttaa näiden ongelmien ratkaisemisessa. Se tarjoaa myös turvallisempia ja helpompia vaihtoehtoja mahdollisesti vaarallisten tai muuten mahdottomien oikean elämän tilanteiden toistamiseen.