Dissertação

{pt_PT=Physiologically Attentive User Interface for Robot Teleoperation} {} EVALUATED

{pt=A gestão da atenção do utilizador tem vindo a tornar-se num fator essencial a ter em conta no desenvolvimento de interfaces de utilizador modernas. Estes sistemas estão cada vez mais a tornar-se em sistemas atenciosos que têm em consideração as necessidades dos seus utilizadores. As interfaces desenvolvidas para a teleoperação de robôs podem ser particularmente complexas, mostrando grandes quantidades de informação de forma pouco clara, o que pode induzir uma grande sobrecarga cognitiva nos seus operadores. Nesta dissertação, é apresentado um protótipo de uma Interface de Utilizador Fisiologicamente Atenta, que é aplicada a um robô de busca e salvamento que fornece uma interface de utilizador complexa. O sistema analisa dados fisiológicos juntamente com expressões faciais e rastreamento ocular para classificar três estados emocionais (repouso, stress e carga de trabalho) durante o decorrer da teleoperação do robô. O estado emocional previsto é utilizado para modificar a interface dinamicamente, de modo a gerir o foco do utilizador durante situações mentalmente exigentes. Este trabalho contribui com a concepção de um estudo com utilizadores, compreendendo tarefas que desencadeiam com sucesso estados de baixa e alta sobrecarga cognitiva, juntamente com estratégias eficazes de gestão da atenção do utilizador. A avaliação deste sistema não revelou diferenças estatisticamente significativas em termos do desempenho e usabilidade alcançados com este sistema, em comparação com uma interface de utilizador clássica. No entanto, os resultados foram limitados pelo pequeno número de sujeitos disponíveis para o estudo e pelo baixo desempenho do classificador do estado emocional., en=The management of user attention is becoming a crucial challenge in the development of modern user interfaces, both in the Human-Computer Interaction and Human-Robot Interaction fields. User interfaces are shifting from being information-hungry devices to being attentive systems that consider their user's needs upon interaction. The interfaces developed for robot teleoperation can be particularly complex, often displaying very high amounts of information on their screens, which can induce a great deal of cognitive overload on the operators during life-critical missions. In this dissertation, a prototype for a Physiologically Attentive User Interface is presented, which is applied to an Urban Search and Rescue robot that provides a complex user interface. The system analyses physiological data, facial expressions, and eye movements to classify three emotional states (rest, stress, and workload) during robot teleoperation tasks. An attentive user interface is then assembled, which is modified dynamically according to the predicted emotional state in order to manage the user's focus during mentally demanding situations. This work contributes with the design of a user experiment, comprising emotion induction tasks that successfully trigger high and low cognitive overload states, along with effective strategies of managing user attention. Results from a user evaluation revealed no statistically significant differences in terms of the task performance and usability achieved when comparing this system to a classic user interface. However, the results were limited by the small number of subjects available for the study and the poor performance of the emotional state classifier.}
{pt=Classificação de Emoções, Interface de Utilizador Atenta, Redes Neuronais, Teleoperação de robôs, en=Attentive User Interface, Emotion Classification, Neural Networks, Robot Teleoperation}

Outubro 23, 2020, 9:30

Orientação

ORIENTADOR

Rodrigo Martins de Matos Ventura

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar