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Enhancing Human-Robot Connection in Space Teleoperation through Shared Mental Model Creation

Mayershofer, Luisa und Batti, Nesrine und Manaparampil, Ajithkumar Narayanan und Köpken, Anne und Lay, Florian Samuel und Luo, Xiaozhou und Bauer, Adrian Simon und Luz, Rute und Leidner, Daniel und Schmaus, Peter und Krüger, Thomas und Lii, Neal Yi-Sheng (2026) Enhancing Human-Robot Connection in Space Teleoperation through Shared Mental Model Creation. In: 2025 IEEE Conference on Telepresence, Seiten 229-234. IEEE. IEEE Conference on Telepresence, 2025-09-08 - 2025-09-10, Leiden, the Netherlands. doi: 10.1109/Telepresence66096.2025.11521393.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11521393

Kurzfassung

Previous research in human-robot-interaction in teleoperation suggests that human-robot teams with a SMM are able to achieve better task performances and lower the mental workload of the user. To create a SMM, the robot must be able to estimate the task model of the user and incorporate knowledge about the user into its user model. Most existing concepts use probabilistic methods or symbolic reasoning frameworks, with predefined features for estimating the user's teleoperation goal. They are therefore highly dependent on a-priori knowledge about the task, thus limiting their flexibility. Only very few approaches mention or explicitly take into account knowledge about the individual user and lack adaptability to human behavior and user preferences. ML based concepts, on the other hand, are more flexible to adapt their SMM during the user interaction, but require a lot of data points for precise estimation. In this paper, we propose a new approach to address these limitations by combining the advantages of symbolic and subsymbolic methods, and dividing our estimation of the user's teleoperation goal into subgoals next to the overall task goal. Furthermore, by integrating the knowledge about the individual user and human decision-making into the prediction of the user's task goal, we can improve SMM creation of human-robot teams for teleoperation. Our approach is applied to an example space exploration task in a planetary surface habitat by a telerobotic team. The SMM implementation is described and analyzed, followed by an outlook on future development and validation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/221189/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Enhancing Human-Robot Connection in Space Teleoperation through Shared Mental Model Creation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mayershofer, Luisaluisa.mayershofer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0003-2587-6973215219713
Batti, Nesrinenesrine.batti (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-2404-158X215219714
Manaparampil, Ajithkumar Narayananajithkumar.manaparampil (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0001-1475-8184215219715
Köpken, Anneanne.koepken (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0006-7136-7741215219717
Lay, Florian SamuelFlorian.Lay (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Luo, XiaozhouXiaozhou.Luo (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4315-366XNICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, Adrian SimonAdrian.Bauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1171-4709215219718
Luz, RuteRute.Luz (at) esa.intNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leidner, DanielDaniel.Leidner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5091-7122NICHT SPEZIFIZIERT
Schmaus, PeterPeter.Schmaus (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krüger, Thomasthomas.krueger (at) esa.intNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lii, Neal Yi-ShengNeal.Lii (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:19 Mai 2026
Erschienen in:2025 IEEE Conference on Telepresence
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/Telepresence66096.2025.11521393
Seitenbereich:Seiten 229-234
Verlag:IEEE
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Teleoperation, Space Robotics, Human-Robot-Interaction, Shared Mental Model
Veranstaltungstitel:IEEE Conference on Telepresence
Veranstaltungsort:Leiden, the Netherlands
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:8 September 2025
Veranstaltungsende:10 September 2025
Veranstalter :IEEE
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Telerobotik, R - Intuitive Mensch-Roboter Schnittstelle [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Autonomie und Fernprogrammierung
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Kognitive Robotik
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Perzeption und Kognition
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Mayershofer, Luisa
Hinterlegt am:20 Mai 2026 13:35
Letzte Änderung:20 Mai 2026 13:35

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