[论文解读] SEAN-EP: A Platform for Collecting Human Feedback for Social Robot Navigation at Scale.

Nathan Tsoi, Mohamed Hussein+3 more|arXiv (Cornell University)|Dec 22, 2020

Social Robot Interaction and HRI参考文献 38被引用 4

一句话总结

SEAN-EP 是一个开源的、基于云的平台，通过基于网络的交互式模拟，实现大规模收集人类对社交机器人导航行为的反馈。它允许远程用户控制化身并与由 ROS 控制的虚拟机器人互动，相比基于视频的调查，可降低心理负担，同时揭示交互式观察与被动观察在人类感知上的差异。

ABSTRACT

We introduce the SEAN Experimental Platform (SEAN-EP), an open-source system that allows roboticists to gather human feedback for social robot navigation at scale using online interactive simulations. Through SEAN-EP, remote users can control the motion of a human avatar via their web browser and interact with a virtual robot controlled through the Robot Operating System. Heavy computation in SEAN-EP is delegated to cloud servers such that users do not need specialized hardware to take part in the simulations. We validated SEAN-EP and its usability through an online survey, and compared the data collected from this survey with a similar video survey. Our results suggest that human perceptions of robots may differ based on whether they interact with the robots in simulation or observe them in videos. Also, our study suggests that people may perceive the surveys with interactive simulations as less mentally demanding than video surveys.

研究动机与目标

• 为解决收集大规模、生态上有效的社交机器人导航行为人类反馈的挑战。
• 降低人类-机器人交互研究中参与者的心理负担和硬件门槛。
• 比较用户在通过模拟交互与被动观看视频演示时，对机器人导航行为的感知差异。
• 开发一个可扩展的、基于云的平台，通过网络浏览器实现实时与虚拟机器人的交互。

提出的方法

• 部署基于网络的界面，使远程用户可通过标准网络浏览器控制模拟环境中的真人化身。
• 集成机器人操作系统（ROS），以实时控制响应化身动作的虚拟机器人。
• 将所有计算密集型任务（如运动规划和渲染）卸载至云服务器，确保无需专用硬件即可访问。
• 使用在线调查结合交互式模拟，从广泛用户群体中收集关于机器人导航行为的反馈。
• 通过在线调查验证平台，并与并行的基于视频的调查进行比较，以评估感知差异。
• 采用混合方法评估不同交互模式下的可用性、心理负担和感知差异。

实验结果

研究问题

• RQ1 与基于视频的反馈相比，基于交互式模拟的反馈在感知心理负担方面有何差异？
• RQ2 当用户在模拟中主动与机器人互动时，与被动观看视频相比，其对机器人导航行为的感知是否存在差异？
• RQ3 基于云托管、基于浏览器的平台在收集机器人导航人类反馈方面的可用性和可访问性如何？
• RQ4 是否可以利用低门槛、基于网络的系统有效收集大规模人类对社交机器人导航的反馈？

主要发现

• 参与者认为交互式模拟比基于视频的调查心理负担更轻，表明交互式平台在用户体验方面具有潜在优势。
• 人类对机器人导航行为的感知在交互式模拟与基于视频的观察之间存在显著差异，表明感知具有情境依赖性。
• SEAN-EP 平台成功实现了可扩展的数据收集，且硬件要求极低，因为所有计算任务均已卸载至云服务器。
• 该平台在在线调查中表现出良好的可用性，支持通过标准网络浏览器广泛参与。
• 模拟与视频调查的对比表明，交互模式显著影响用户对机器人行为的解读与评价方式。
• SEAN-EP 为传统基于视频的反馈收集提供了一种可行、可访问且可扩展的替代方案，适用于人机交互研究。