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Collaborative programming of robotic task decisions and recovery behaviors

Eiband, Thomas und Willibald, Christoph und Tannert, Isabel und Weber, Bernhard und Lee, Dongheui (2022) Collaborative programming of robotic task decisions and recovery behaviors. Autonomous Robots. Springer. doi: 10.1007/s10514-022-10062-9. ISSN 0929-5593.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10514-022-10062-9

Kurzfassung

Programming by demonstration is reaching industrial applications, which allows non-experts to teach new tasks without manual code writing. However, a certain level of complexity, such as online decision making or the definition of recovery behaviors, still requires experts that use conventional programming methods. Even though, experts cannot foresee all possible faults in a robotic application. To encounter this, we present a framework where user and robot collaboratively program a task that involves online decision making and recovery behaviors. Hereby, a task-graph is created that represents a production task and possible alternative behaviors. Nodes represent start, end or decision states and links define actions for execution. This graph can be incrementally extended by autonomous anomaly detection, which requests the user to add knowledge for a specific recovery action. Besides our proposed approach, we introduce two alternative approaches that manage recovery behavior programming and compare all approaches extensively in a user study involving 21 subjects. This study revealed the strength of our framework and analyzed how users act to add knowledge to the robot. Our findings proclaim to use a framework with a task-graph based knowledge representation and autonomous anomaly detection not only for initiating recovery actions but particularly to transfer those to a robot.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192299/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Collaborative programming of robotic task decisions and recovery behaviors
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Eiband, ThomasThomas.Eiband (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1074-9504NICHT SPEZIFIZIERT
Willibald, ChristophChristoph.Willibald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3579-4130NICHT SPEZIFIZIERT
Tannert, IsabelIsabel.Tannert (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weber, BernhardBernhard.Weber (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7857-0201NICHT SPEZIFIZIERT
Lee, DongheuiDongheui.Lee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1897-7664NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:31 Oktober 2022
Erschienen in:Autonomous Robots
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s10514-022-10062-9
Verlag:Springer
ISSN:0929-5593
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Learning from demonstration; Programming by demonstration; Collaborative programming; Interactive programming; Anomaly detection; Recovery behavior; Task-graph; Conditional task; Force-based tasks; Execution monitoring
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Intuitive Mensch-Roboter Schnittstelle [RO], R - Interagierende Robotersteuerung [RO], R - Autonome, lernende Roboter [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Leitungsbereich
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Kognitive Robotik
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Eiband, Thomas
Hinterlegt am:14 Dez 2022 19:54
Letzte Änderung:19 Dez 2022 14:44

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