論文の概要: Relevance-driven Decision Making for Safer and More Efficient Human Robot Collaboration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.13998v2
- Date: Fri, 18 Apr 2025 18:40:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-30 13:11:26.85775
- Title: Relevance-driven Decision Making for Safer and More Efficient Human Robot Collaboration
- Title(参考訳): 安全で効率的なロボット協調のための関連性駆動型意思決定
- Authors: Xiaotong Zhang, Dingcheng Huang, Kamal Youcef-Toumi,
- Abstract要約: 人-ロボットコラボレーション(HRC)に関する新しい概念を紹介する。
関連性(Relevance)とは、連続的に動作する知覚モジュールを組み込んだ次元還元プロセスである。
本稿では,リアルタイム処理と非同期処理を統合し,関連性を定量化する2ループフレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.009969292588733
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Human brain possesses the ability to effectively focus on important environmental components, which enhances perception, learning, reasoning, and decision-making. Inspired by this cognitive mechanism, we introduced a novel concept termed relevance for Human-Robot Collaboration (HRC). Relevance is a dimensionality reduction process that incorporates a continuously operating perception module, evaluates cue sufficiency within the scene, and applies a flexible formulation and computation framework. In this paper, we present an enhanced two-loop framework that integrates real-time and asynchronous processing to quantify relevance and leverage it for safer and more efficient human-robot collaboration (HRC). The two-loop framework integrates an asynchronous loop, which leverages LLM world knowledge to quantify relevance, and a real-time loop, which performs scene understanding, human intent prediction, and decision-making based on relevance. HRC decision-making is enhanced by a relevance-based task allocation method, as well as a motion generation and collision avoidance approach that incorporates human trajectory prediction. Simulations and experiments show that our methodology for relevance quantification can accurately and robustly predict the human objective and relevance, with an average accuracy of up to 0.90 for objective prediction and up to 0.96 for relevance prediction. Moreover, our motion generation methodology reduces collision cases by 63.76% and collision frames by 44.74% when compared with a state-of-the-art (SOTA) collision avoidance method. Our framework and methodologies, with relevance, guide the robot on how to best assist humans and generate safer and more efficient actions for HRC.
- Abstract(参考訳): 人間の脳は、知覚、学習、推論、意思決定を強化する重要な環境要素に効果的に集中する能力を持っている。
この認知メカニズムに触発されて,人間ロボットコラボレーション(HRC)の関連性(relevance for Human-Robot Collaboration)という新しい概念を導入した。
関連性(Relevance)とは、連続的に動作する知覚モジュールを組み込み、シーン内のキューの満足度を評価し、フレキシブルな定式化と計算の枠組みを適用する次元削減プロセスである。
本稿では,リアルタイム処理と非同期処理を統合した2ループフレームワークを提案する。
2ループフレームワークは、LLMの世界知識を活用して関連性を定量化する非同期ループと、関連性に基づいたシーン理解、人間の意図予測、意思決定を行うリアルタイムループを統合する。
HRCの意思決定は、人間軌道予測を組み込んだ動き生成・衝突回避手法と同様に、関連性に基づくタスク割り当て手法によって強化される。
シミュレーションと実験により,我々の妥当性定量化手法は,人間の目的と妥当性を正確に正確に予測でき,平均精度は客観予測で0.90,関連予測で0.96と推定された。
さらに,動作生成手法により衝突事故を63.76%減らし,衝突フレームを44.74%減らした。
我々のフレームワークと方法論は、人間に最適な支援方法と、より安全で効率的なHRC行動を生成する方法をロボットに案内する。
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