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Coordinateur : Institute of Communication and Computer Systems - Prof. Costas Tzafestas (ktzaf@cs.ntua.gr), Greece
Partenaire : Olivier Pietquin de l’Université de Lille CRIStAL
Équipe : SequeL du Groupe Thématique : DatInG.
Dates : 01/01/16 - 31/12/18
Résumé :
Le couronnement de la communication humaine est notre capacité unique à partager l’intentionnalité, à créer et à exécuter des plans communs. En utilisant ce paradigme, nous modélisons la communication homme-robot comme un processus en trois étapes : le partage de l’attention, l’établissement d’un terrain d’entente et la formation d’objectifs communs. Les conditions préalables à une communication réussie sont la capacité à décoder l’état cognitif des personnes qui nous entourent (lecture de l’esprit) et l’établissement d’une relation de confiance. Notre objectif principal est de créer des robots qui analysent et suivent le comportement humain au fil du temps dans le contexte de leur environnement (situationnel) à l’aide d’un suivi audiovisuel afin d’établir un terrain d’entente et des capacités de lecture de l’esprit.
Sur BabyRobot, nous nous concentrons sur la population d’enfants au développement typique et au spectre autistique. Les enfants ont des capacités de communication uniques, apprennent rapidement et s’adaptent, et sont impatients d’adopter les nouvelles technologies robotiques. Ceci est particulièrement pertinent pour l’éducation spécialisée où le développement des compétences sociales est retardé ou ne se développe jamais complètement sans intervention ou thérapie. Notre deuxième objectif est donc de définir, de mettre en œuvre et d’évaluer des scénarios d’interaction enfant-robot pour développer des compétences socio-affectives, de communication et de collaboration spécifiques chez les enfants au développement normal et les enfants autistes. Nous soutiendrons et non remplacerons le thérapeute ou l’éducateur, en travaillant main dans la main pour créer un environnement à faible risque pour l’apprentissage et le développement cognitif. Des percées dans les technologies robotiques de base sont nécessaires pour soutenir cette recherche, principalement dans les domaines de la planification et du contrôle des mouvements dans des espaces restreints, de la cinématique gestuelle, de l’apprentissage sensorimoteur et de l’adaptation. Notre troisième objectif est de dépasser l’état de l’art dans les technologies robotiques de base pour favoriser l’interaction et la collaboration naturelles entre l’homme et le robot dans le cadre d’applications ludo-éducatives et de soins de santé. La création de robots capables d’établir des protocoles de communication et de former des plans de collaboration à la volée aura un impact au-delà des scénarios d’application étudiés ici.
Abstract
The crowning achievement of human communication is our unique ability to share intentionality, create and execute on joint plans. Using this paradigm we model human-robot communication as a three step process : sharing attention, establishing common ground and forming shared goals. Prerequisites for successful communication are being able to decode the cognitive state of people around us (mindreading) and building trust. Our main goal is to create robots that analyze and track human behavior over time in the context of their surroundings (situational) using audio-visual monitoring in order to establish common ground and mind-reading capabilities. On BabyRobot we focus on the typically developing and autistic spectrum children user population. Children have unique communication skills, are quick and adaptive learners, eager to embrace new robotic technologies. This is especially relevant for special eduation where the development of social skills is delayed or never fully develops without intervention or therapy. Thus our second goal is to define, implement and evaluate child-robot interaction application scenarios for developing specific socio-affective, communication and collaboration skills in typically developing and autistic spectrum children. We will support not supplant the therapist or educator, working hand-in-hand to create a low risk environment for learning and cognitive development. Breakthroughs in core robotic technologies are needed to support this research mainly in the areas of motion planning and control in constrained spaces, gestural kinematics, sensorimotor learning and adaptation. Our third goal is to push beyond the state-of-the-art in core robotic technologies to support natural human-robot interaction and collaboration for edutainment and healthcare applications. Creating robots that can establish communication protocols and form collaboration plans on the fly will have impact beyond the application scenarios investigated here.