İnsan-Robot Etkileşimi Çalışmalarına yönelik İnsanın OctoMap ile Çoklu Çözünürlüklü Modellenmesi

Abstract

Endüstriyel robotlar, uzun yıllar güvenlik kafesleri içinde çalışırken, günümüzde Endüstri 4.0 ile birlikte kafesler atılmış ve insanlar ile etkileşim içerisinde çalışmaya başlamıştır. Böylece, insan ve robotların birlikte güvenli ve etkin olarak çalışmasını sağlamayı amaçlayan insan-robot etkileşimi (Human-Robot Interaciton, HRI) alanında çalışmalar artarak devam etmektedir. Endüstriyel ortamlarda insanlar ve robotlar için birçok farklı HRI türü bulunmaktadır. Bunlardan biri de insan ve robotların birlikte çalışmasıdır. Birlikte çalışmada insan ve robot aynı amaç için çalışmaktadır. Çalışma sırasında insanın fiziksel ve mental güvenliğinin sağlanması önemlidir. Bu çalışmada, amaç insan ve robotların birlikte çalışmaları süresince insanın mental sağlığını korumak üzere robotun yapacağı hareket planlarında kullanacağı insan modellerinin oluşturulmasıdır. Bu modeller oluşturulurken, insanın bazı vücut bölgelerinin diğer bölgelerden daha hassas olarak modellenmesi (yüksek çözünürlüklü) önerilmektedir. İnsanın yüksek çözünürlüklü modellenmesi ile insana güven ve konfor sağlanarak, mental sağlığın ve verimliliğin geliştirilmesi hedeflenmiştir. İnsanı modellemek için, sekizli ağaç (octree) yapısıyla robot uygulamalarında yaygın olarak üç boyutlu (3B) ortam haritasının oluşturulmasında kullanılan, Octomap kütüphanesi kullanılmıştır. Yüksek çözünürlüklü modellenecek bölgelerin belirlenmesinde, iskelet takip algoritmaları ile sağlanabilen insan eklem noktaları kullanılmaktadır. Eklem noktaları arasıdan, ilgilenilen insan bölgesine ait olanlar noktalar seçilmek suretiyle dairesel alanlar oluşturulmuş ve bu alanlar içerisinde kalan insan vücuduna ait bölgeler yüksek, dışında kalan alanlar ise daha düşük çözünürlükle modellenerek insanın çoklu çözünürlüklü modellenmesi gerçekleştirilmiştir. Bir veri seti ile yapılan deneysel çalışma sonuçları sunulmaktadır.