Dissertação

{pt_PT=Traction Awareness Through Haptic Feedback for the Teleoperation of UGVs} {} EVALUATED

{pt=Teleoperação de Veículos Terrestres não Tripulados está dependente de vários factores devido ao facto de que o operador humano está fisicamente separado do robô. Esta tese foca-se em situações em que o veículo perde a tração e o robô é incapaz de cumprir os comandos do operador humano. Em situações como esta, a falta de consciência sobre a situação do robô pode levar a uma resposta incorreta e ineficiente ao estado atual do veículo, geralmente confundindo e frustrando o operador humano. O uso exclusivo de informação visual para executar simultaneamente uma tarefa e estar ciente de possíveis impedimentos à operação do veículo, tal como a perca de tração, pode tornar-se uma tarefa muito exigente para um único operador humano. Nesta tese, aborda-se o desafio de descarregar o canal visual recorrendo a outros sentidos humanos para fornecer uma informação multimodal durante a teleoperação. Para atingir este objetivo, apresentamos uma arquitetura de teleoperação integrando (1) um módulo detector de tração, para discriminar percas de tração, e (2) uma interface háptica para transmitir o estado de tração do robô ao operador humano através de diferentes tipos de estímulo táctil, recorrendo a três dispositivos hápticos (E-Vita, Cilindro Rotacional e Luva Vibrotáctil). Também são relatados os resultados experimentais de um estudo com utilizadores para avaliar até que ponto esta nova modalidade melhora a compreensão dos participantes em relação ao estado de Tração do robô. Foram encontrados resultados estatisticamente significantes para afirmar que dois dos dispositivos hápticos melhoraram a compreensão do estado de tração do robô., en=Teleoperation of Unmanned Ground Vehicles (UGVs) is dependent on several factors as the human operator is physically detached from the UGV. This thesis focuses on situations where the UGV loses traction, thus becoming unable to comply with the operator's commands. In such situations, the lack of Situation Awareness (SA) may lead to an incorrect and inefficient response to the current UGV state usually confusing and frustrating the human operator. The exclusive use of visual information to simultaneously perform the main task (e.g. Search and Rescue) and to be aware of possible impediments to UGV operation, such as loss of traction, can become a very demanding task for a single human operator. The challenge of unburdening the visual channel is addressed by using other human senses to provide multi-modal feedback in UGV teleoperation. To achieve this goal is present a teleoperation architecture comprising (1) a laser-based traction detector module, to discriminate between traction losses (stuck and sliding), and (2) an haptic interface to convey the detected traction state to the human operator through different types of tactile stimuli provided by three haptic devices (E-Vita, Traction Cylinder and Vibrotactile Glove). It is also reported the experimental results of a User Study to evaluate to what extent this new feedback modality improves the user SA regarding the UGV traction state. Statistically significant results were found supporting the hypothesis that two of the haptic devices improved the comprehension of the traction state of the UGV.}
{pt=Interfaces e Modalidades de Interação, en=Interfaces and Interaction Modalities}

Junho 12, 2018, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

José Luís Silva

ORIENTADOR

Rodrigo Martins de Matos Ventura

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar