INTERDISCIPLINARY TEAMS EXPERIENCE IN THE SOCIAL ROBOTICS PROJECTS.pdf До недавнего времени роботы были компонентом промышленного производства, а робототехникой занимались электронщики, программисты, разработчики, механики и представители других технических специальностей. За последние десятилетия мы наблюдаем стремительную «социализацию» роботов, появляющихся рядом с человеком в новых сферах: школы, больницы, дом, сфера обслуживания и т.д. [1]. Теперь роботы взаимодействуют с человеком совершенно в ином качестве - как социальные партнеры. Перед разработчиками встают новые задачи, связанные с социальным взаимодействием робота и человека. Какие коммуникативные стратегии должен использовать робот? Каков его социальный статус? Как воспринимает робота человек? Это только несколько вопросов, связанных с различными аспектами коммуникации. Была осознана необходимость создания команд, в которых будут объединены специалисты различных областей: информатики, электроники, когнитивных наук, психологии, социологии, искусства и т.д. [2]. Также идея объединения специалистов в решении поставленных задач отражается и в появлении нового научного направления - социальной робототехники [3]. Сегодня междисциплинарный подход уже является основным в разработках социальных роботов [4]. Известно много примеров мирового опыта в разработке проектов такими командами, в которых прежде всего отмечается ценность обмена опыта и расширение знаниевой базы [5]. Работа в междисциплинарных командах используется и в образовательном процессе по данному направлению. Все больше университетов понимают приоритет междисциплинарных учебных программ и исследований, в том числе в области социальной робототехники [6, 7]. Подобная работа повышает мотивацию участников, развивает критическое мышление и креативность в решении задач, а также позволяет сформировать стратегии управления сложным проектом с участием экспертов из различных областей [8]. В России междисциплинарный подход сегодня тоже присутствует и активно обсуждается как необходимый в формировании специалистов, хотя, на наш взгляд, междисциплинарные команды в разработке проектов именно социальной робототехники - явление все еще редкое. До сегодняшнего времени понимание междисциплинарности в робототехнике сводится, как правило, к использованию методов различных областей технического направления: физики, механики, математики, информатики, электроники и т.д. [9]. В данной статье предлагается описание и осмысление опыта реализации проектов по направлению «Социальная робототехника» междисциплинарными командами, включающими участников гуманитарных и технических специальностей. Рассматриваемые небольшие проекты демонстрируют два возможных варианта для выполнения междисциплинарными командами: создание робота и разработка эксперимента для выявления специфики его восприятия. Проект «Робоцветик» (создание робота) Целью проекта являлось создание роботизированного арт-объекта, который может взаимодействовать с человеком с элементами социальности. Проектная команда состояла из двух человек, представляющих гуманитарное и техническое направление. Роли в команде были распределены следующим образом. Руководитель проекта, филолог, разработал общую концепцию арт-объекта, дизайн и способы взаимодействия с человеком. Инженер занимался технической реализацией проекта. На каждом этапе проекта оба участника команды так или иначе вносили свой вклад, вырабатывая общую стратегию. На первом этапе был разработан общий концепт проекта - устройство, способное взаимодействовать с человеком посредством цвета. Цвет рассматривался как результат субъективного восприятия, поэтому больший акцент должен быть сделан на человека: его цветовые предпочтения, наиболее характерные эмоциональные состояния, события и ситуации для него и актуальные в данный конкретный момент и т.д. [10]. В качестве научной основы были использованы исследования М. Люшера [11]. Далее совместно проведен анализ примеров существующих светодинамических конструкций, выполненных российскими компаниями: «PROСВЕТ», «Spbscreen» и «Светодизайн». Выявлено, что их конструкции были изготовлены для декорирования и могут выполнять только функцию подсветки пространства. В результате анализа был определен культурный интерфейс арт-объекта, за основу которого выбран цветок. Под культурным интерфейсом - термином, введенным Львом Мановичем [12], понимается общий дизайн социального робота, совмещающий в себе конвенции традиционных культурных форм и конвенции интерфейса «человек - компьютер». Также применяется синонимичный термин «социальный интерфейс» [13]. Высота робота составляет 38 см, масса 2 кг, что обеспечивает как мобильность устройства, так и комфортный для восприятия человеком размер. Использовались желтый и красный цвета (светодиодов) лепестков, потому что они производят положительный бодрящий эффект [11]. Элементы устройства, имитирующие листья, стали зелеными, что коррелирует с природным объектом, соответственно более привычно для восприятия. Также зеленый цвет, согласно Люшеру, является антиподом желтого цвета и оказывает умиротворяющее воздействие. Одновременно в культурный интерфейс были добавлены гуманоидные черты: центр цветка, ассоциирующийся с лицом, и светодиоды, имитирующие глаза. Выбрано имя устройства, которое составляет один из социальных компонентов, - «Робоцветик». Семантика внутренней формы слова передает синтез природного и искусственного, в то же время диминутивный суффикс -тик указывает на малый размер и положительные коннотации. Разработка механико-электронной составляющей проекта Рис. 1. Диаграмма топологий На втором этапе при большем участии инженера была разработана принципиальная схема устройства, скорректирован бюджет и сроки проекта, выбрана компонентная база, составлены алгоритмы взаимодействия системы внутренних узлов устройства. В «Робоцветике» задействовано 650 светодиодов и запрограммировано два режима свечения: стационарный, когда зажигаются все светодиоды одновременно, и интеракционный, реагирующий на датчик удара. Второй режим был разработан для того, чтобы у человека была возможность взаимодействия с роботом. В качестве основного контроллера было решено использовать контроллер Arduino, разновид- Рис. 2. Диаграмма взаимодействий систем Рис. 3. Принципиальная электрическая схема блока коммутации и блока управления Рис. 4. Принципиальная электрическая схема модуля зажигания светодиодов Рис. 5. Принципиальная электрическая схема регулятора яркости ность Duemilanove. Движение «глаз» и листьев обеспечивают сервомоторы. Для обеспечения регуляции яркости свечения был использован специальный контроллер. Ниже представлены схемы характеристики устройства (рис. 1-6). Рис. 6. Принципиальная электрическая схема подключения сервомоторов Технические характеристики проекта «Робоцветик»: внешнее напряжение питания: 6-15 V, для зарядки: не менее 9 V (12 ч), 12 V (6 ч) 15 V (3 ч). Напряжение питания со встроенного li-ion аккумулятора для автономной работы: 7,2 V, 2,6 A/h (возможность расширения до 7,5 A/h), режим работы от сети совмещён с режимом зарядки. Потребляемая мощность от сети не более 20 Вт. Время работы: от сети, неограниченно. Время работы от внутреннего аккумулятора: максимальная яркость в режиме «Робот» - 2,5 ч, в режиме «Светильник» - 1 ч; средняя яркость «Робот» - не менее 7 ч, «Светильник» - 3. На третьем этапе участником-филологом были организованы презентации проекта. В рамках этой деятельности были выбраны форма презентации устройства, коммуникативные стратегии при взаимодействии с целевой аудиторией, стратегия создания позитивного имиджа устройства и команды. «Робоцветик» был успешно представлен в качестве выставочного экспоната в г. Томске на «Innovus-2013», открытой лекции «Роботы и человек: вчера, сегодня, завтра», в дне робототехники в НИ ТГУ «Роботы, которые ползают, катаются и летают», выставке «РобоОсень-2013». Проект «Разработка эксперимента» Цель проекта - разработка эксперимента для выявления специфики восприятия социального статуса робота при коммуникации с человеком. Этот проект в большей степени решает задачи теории коммуникации и социологии, два члена группы представляли гуманитарное направление и один - техническое. На первом, подготовительном, этапе участники-филологи разработали общую концепцию эксперимента, включающую цели, задачи, методологию проведения и анализа данных, теоретическую базу исследования. Эксперимент проводился на базе гуманоидной платформы Nao [14]. В процессе эксперимента респонденты участвуют в диалогах с роботом, которые соотносятся с различными статусно-ролевыми моделями поведения. Предметом исследования выбрано реляционное измерение [15] статусно-ролевых характеристик по отношению к адресату при взаимодействии человека и робота. Выявлено, что «пары социальных ролей - наиболее типичная форма ролевого взаимодействия людей. Соотношение ролей в таких парах может быть трояким: 1) роль первого участника ситуации (X) выше роли второго участника ситуации (Y): P х> Py; 2) роль первого участника ситуации ниже роли второго участника: Рх

Скачать электронную версию публикации