Εκπαίδευση ρομποτικών χειρονομιών βάσει πρωτογενών δυναμικών κινήσεων σε περιβάλλον αλληλεπίδρασης ανθρώπου-ρομπότ

Μητράκης, Αθανάσιος; Mitrakis, Athanasios

dc.contributor.author	Μητράκης, Αθανάσιος	el
dc.contributor.author	Mitrakis, Athanasios	en
dc.date.accessioned	2020-05-07T16:10:37Z
dc.date.available	2020-05-07T16:10:37Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50424
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18122
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εκπαίδευση ρομποτικών χειρονομιών	el
dc.subject	Πρωτογενείς δυναμικές κινήσεις	el
dc.subject	Αλληλεπίδραση ανθρώπου-ρομπότ	el
dc.subject	Μάθηση από επίδειξη	el
dc.subject	Μη γραμμικά δυναμικά συστήματα	el
dc.subject	Όροι σύζευξης	el
dc.subject	NAO	el
dc.subject	Robotic gesture training	en
dc.subject	Dynamic movement primitives	en
dc.subject	Human-robot interaction	en
dc.subject	Learning from demonstration	en
dc.subject	nonlinear dynamic systems	en
dc.subject	Coordinate changed dynamic movement primitives	en
dc.subject	Coupling terms	en
dc.subject	NAO	en
dc.title	Εκπαίδευση ρομποτικών χειρονομιών βάσει πρωτογενών δυναμικών κινήσεων σε περιβάλλον αλληλεπίδρασης ανθρώπου-ρομπότ	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Robotic gesture training based on dynamic movement primitives for human-robot interaction	en
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.classification	Robotics	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-15
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία προτείνεται και υλοποιείται μια μέθοδος για την διδασκαλία χειρονομιών από άνθρωπο σε ανθρωπόμορφο ρομπότ με στόχο την αναπαραγωγή των χειρονομιών αυτών από το ρομπότ κατά την Αλληλεπίδραση Ανθρώπου-Ρομπότ (Human-Robot Interaction). Η διδασκαλία κάθε χειρονομίας βασίζεται σε Μάθηση από Επίδειξη (Learning from Demonstration) και χρησιμοποιεί καταγεγραμμένες κινήσεις ανθρωπίνων χεριών που εκτέλεσαν τη χειρονομία αυτή. Οι διακριτές και οι περιοδικές χειρονομίες κωδικοποιούνται μέσω του μοντέλου των Πρωτογενών Δυναμικών Κινήσεων (Dynamic Movement Primitives), το οποίο χρησιμοποιεί μη γραμμικά δυναμικά συστήματα για την αναπαράσταση της κίνησης και έχει τη δυνατότητα να γενικεύσει τις χειρονομίες αυτές αναλόγως, διατηρώντας τη γενικότερη μορφή τους. Η εκπαίδευση ενός συνδυασμού μιας διακριτής και μιας περιοδικής κίνησης καθίσταται επίσης δυνατή με τη χρήση των Πρωτογενών Δυναμικών Κινήσεων Τροποποιημένων Συντεταγμένων (Coordinate Changed Dynamic Movement Primitives), οι οποίες αποτελούν μια τροποποίηση των αρχικών δυναμικών συστημάτων. Επιπλέον, η εκπαίδευση πιο σύνθετων χειρονομιών που εκφράζουν μια πρόσθετη συμπεριφορά, σύμφωνα με κάποια παράμετρο του περιβάλλοντος, μπορεί να υλοποιηθεί με την προσθήκη Όρων Σύζευξης (Coupling Terms) στα αρχικά δυναμικά συστήματα. Για τον έλεγχο της λειτουργίας της μεθόδου εκπαίδευσης, επιλέχθηκαν για κάθε κατηγορία κινήσεων κάποιες χειρονομίες, οι οποίες καταγράφηκαν, διδάχθηκαν, γενικεύθηκαν και αναπαράχθηκαν από ένα ρομπότ NAO σε περιβάλλον προσομοίωσης. Η σύγκριση των γενικευμένων χειρονομιών με τις καταγεγραμμένες χειρονομίες επέδειξε την καταλληλότητα της μεθόδου αυτής για την εκπαίδευση ρομποτικών χειρονομιών πολλαπλών κατηγοριών.	el
heal.abstract	This diploma thesis suggests and implements a method for teaching robotic gestures to a humanoid robot by a human, so that the robot can use these gestures to facilitate Human-Robot Interaction. The learning of each gesture is based on Learning from Demonstration and uses the recorded movements of human hands that demonstrated that gesture. Discrete and periodic gestures are encoded using the Dynamic Movement Primitives framework, which uses nonlinear dynamic systems to represent a movement and is able to generalize these gestures accordingly, maintaining their shape in general. The training of a combination between discrete and periodic gestures also becomes possible through the use of Coordinate Changed Dynamic Movement Primitives, which is a modified version of the original dynamic systems. Furthermore, the training of more complex gestures that express an additional behaviour, according to some environmental parameter, can be implemented with the inclusion of Coupling Terms in the original dynamic systems. In order to test the operation of the training method for each type of movement, a series of gestures were selected and then recorded, taught, generalized and finally reproduced by a NAO robot in a simulated environment. A comparison between the generalized gestures and the recorded gestures demonstrated the suitability of this method for the training of various types of robotic gestures.	en
heal.advisorName	Τζαφέστας, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Τζαφέστας, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαραγκός, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ποταμιάνος, Αλέξανδρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Σημάτων, Ελέγχου και Ρομποτικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	111 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false