Intuitive Interfaces
In generale, le interfacce consentono la comunicazione tra sistemi che non condividono la stessa lingua. Nella storia, l’uomo ha sviluppato diversi dispositivi per interagire e interfacciarsi con le macchine, facilitandone l’utilizzo e aumentandone l’ergonomia, la sicurezza e la precisione.
Gli esempi più noti sono mouse, tastiera, monitor, altoparlante e recentemente cuffie per realtà virtuale, joystick touch e mouse 3D. Queste tecnologie, chiamate “dispositivi di interfaccia umana” (HID), sono state un fattore decisivo nella diffusione dei computer nella società, consentendo agli utenti di comunicare e interagire con essi in modo veloce e intuitivo. Quando la macchina è un robot, si parla di interfaccia uomo-robot (HRI), definita come una tecnica utilizzata per controllare una macchina tramite l’attività umana.
Oggi le interfacce utente svolgono un ruolo rilevante in ambito industriale, permettendo la comunicazione tra uomo e macchina. Per consentire un’efficace interazione tra uomo e robot è fondamentale garantire un corretto scambio di informazioni tra il lato naturale e quello artificiale. Ciò richiede non solo interfacce adeguate per monitorare il comportamento umano, ma anche un livello avanzato di autonomia del robot per pianificare l’esecuzione del compito collaborativo, oltre a strategie per aumentare la consapevolezza reciproca della diade uomo-robot. Pertanto, affrontiamo tali limitazioni sviluppando interfacce nuove e intuitive per l’esecuzione di attività industriali non ripetitive.
Le attività di ricerca in quest’area presentano interfacce per l’interazione remota e di prossimità:
- Interfacce per l’interazione remota: Il principale campo di applicazione riguarda la teleoperazione. Il nostro framework di teleoperazione sfrutta una serie di dispositivi indossabili e leggeri posizionati sulle braccia, sugli avambracci e sulle mani dell’utente. Ogni dispositivo integra sensori inerziali ed elettromiografici grazie ai quali è possibile rimappare i movimenti e le intenzioni dell’utente in comandi inviati al robot. Inoltre, le telecamere stereoscopiche restituiscono all’operatore un feedback visivo tramite un caschetto per la realtà virtuale. L’interfaccia pilota è progettata per interfacciarsi con un robot generico composto sia da manipolatori che da sistemi mobili. I suoi principali punti di forza sono l’ intuitività, la funzionalità e la convenienza economica.
Questo framework è stato testato su diversi robot e in diversi scenari reali: applicazioni di ricerca e salvataggio, robotica di servizio, e in risposta alla pandemia.
- Interfacce per l’interazione di prossimità: sebbene l’insegnamento cinestetico rappresenti uno dei metodi più efficaci per programmare i robot industriali, è utile solo per i manipolatori e spesso richiede hardware aggiuntivo costoso (ad es. sensori di forza/coppia) per ottenere una precisa compensazione della gravità. Per questo motivo abbiamo sviluppato uno strumento per programmare manipolatori mobili tramite un’unica interfaccia user-friendly. Ispirato dagli approcci hand-guided, l’approccio proposto consente agli utenti di spostare sia i manipolatori che le basi mobili in modo intuitivo e senza contatto attraverso un comune smartphone.
