Humans can leverage physical interaction to teach robot arms. As the human kinesthetically guides the robot through demonstrations, the robot learns the desired task. While prior works focus on how the robot learns, it is equally important for the human teacher to understand what their robot is learning. Visual displays can communicate this information; however, we hypothesize that visual feedback alone misses out on the physical connection between the human and robot. In this paper we introduce a novel class of soft haptic displays that wrap around the robot arm, adding signals without affecting that interaction. We first design a pneumatic actuation array that remains flexible in mounting. We then develop single and multi-dimensional versions of this wrapped haptic display, and explore human perception of the rendered signals during psychophysic tests and robot learning. We ultimately find that people accurately distinguish single-dimensional feedback with a Weber fraction of 11.4%, and identify multi-dimensional feedback with 94.5% accuracy. When physically teaching robot arms, humans leverage the single- and multi-dimensional feedback to provide better demonstrations than with visual feedback: our wrapped haptic display decreases teaching time while increasing demonstration quality. This improvement depends on the location and distribution of the wrapped haptic display. You can see videos of our device and experiments here: https://youtu.be/yPcMGeqsjdM
翻译:人类可以利用物理互动来教授机器人的臂膀。 当人类的感官学通过演示引导机器人时, 机器人可以学习理想的任务。 虽然先前的工作侧重于机器人的学习方式, 但人类教师同样需要了解机器人的学习方式。 视觉显示可以传达这些信息; 但是, 我们假设视觉反馈仅仅在人类和机器人之间的物理联系上就忽略了视觉反馈。 在本文中, 我们引入了一个新的软性机能显示类别, 环绕机器人手臂, 添加信号而不影响这种互动。 我们首先设计一个气动感应阵列, 仍然灵活地安装。 然后我们开发这个包装机能显示的单一和多维的版本, 并探索人类在心理物理测试和机器人学习期间对所发出信号的感知。 我们最终发现人们能够准确地区分单维伯部分11.4%的单维特反馈, 并找出精确度为94. 5%的多维特反馈。 当实际教授机器人武器时, 人类利用单维和多维的反馈来提供更好的演示, 而不是视觉反馈: 我们包装的动动动动动动动动的显示显示显示显示在增加演示质量的同时会减少教学过程。 我们的显示时间。 我们的显示这些改进了这个显示过程的显示过程的显示过程, 取决于我们在这里的实验和移动的实验和移动的显示地点/ 显示地点的显示位置, 将在这里的显示/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示器的定位的进度/ 显示/ 显示/ 显示/ 显示器的定位, 显示/ 显示器的定位, 显示这里的定位, 显示, 显示器 显示器 显示器的定位的定位的放置, 显示/ 显示/ 显示器 显示器 显示器 显示器的显示器, 显示器, 显示器, 显示器的显示器显示器 显示器 显示器 显示器 显示/ 显示/ 显示/ 显示/ / 显示器的放置/ 显示/ / 显示器的放置/ 显示/ 显示器的放置/ 显示器 显示器 显示器显示器 显示器 显示器 显示器 显示器 显示器 显示器