A Study on the Efficient Human-Robot Interaction Style for a Map Building Process of a Home-service Robot

홈서비스로봇의 맵빌딩을 위한 효율적인 휴먼-로봇 상호작용방식에 대한 연구

Home-service robots need to have sufficient spatial information about the surroundings for interacting with human intelligently and performing services efficiently. It is very important to investigate the efficient interaction style that supports map building task through human-robot collaboration. We first analyzed map building task with a cleaning robot and drew 4 design factors and tentative solutions, including map building procedure (task-preferred procedure/space- preferred procedure), LCD display installation (robot/robot+remote control), navigation method (push type/pull type), feedback modality(GUI/GUI+TTS). The design factors and tentative solutions were defined as independent variables and levels. This research investigated how those variables affect to the human task performance and behavior in map building tast. 8 kinds of experiment prototypes were built and usability test among 16 house wives was conducted for acquiring empirical data. As the experiment result, in terms of map building procedure, space-preferred procedure indicated better task performance than task-proffered procedure as we expected. For the LCD display installation factor, remote control with LCD display indicated higher task performance and subjective satisfaction. In robot navigation method, it was very difficult to find a significant difference between push type and pull type which contrary to our expectation. In fact, push type indicated higher subjective satisfaction. Also in feedback modality, we have acquired negative feedback an additional TTS operation guidance. It seems that robot's autonomy before achieving spatial information is rudiment condition which means users are just interacting with a mobile appliance. Thus they prefer remote-control-based interaction style in robot map building process as they used in traditional appliance control.

홈서비스로봇은 지능적으로 인간과 상호작용하고 스마트하게 서비스를 제공하기 위해 주변 환경에 대한 충분한 공간정보를 파악하고 있어야 한다. 따라서 인간과 로봇이 공조하여 맵빌딩을 수행할 경우 보다 효율적으로 태스크를 수행하기 위한 상호작용 방식에 대해 연구할 필요가 있다. 본 연구는 우선 청소용 로봇의 맵빌딩 태스크를 분석하여 맵빌딩수순(태스크우선/방우선), 표시창 설치(본체/본체+리모컨), 로봇 유도방식(푸쉬방식/풀방식), 피드백 제시양식 (GUI/GUI+TTS)등 4 가지 디자인 요인을 추출하고 그에 대한 잠정적 해결안을 제시하였다. 디자인 요인과 잠정적 해결안을 실험 변인과 수준으로 정의하고 맵빌딩 태스크의 수행도와 행태에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하였다. 이를 위해 총 8종류의 실험용 프로토타입을 제작하고 16명의 가정주부를 대상으로 사용성 평가를 실시하여 실증적인 데이터를 수집하였다. 실험결과 맵빌딩 수순이라는 측면에서는 예상과 같이 태스크우선 방식보다는 방우선 방식에서 우수한 태스크 수행도를 보였다. 표시창 설치라는 디자인 요인에 대해서는 리모컨에 표시창이 부착되어 있는 경우 높은 작업수행도와 주관적 만족도를 나타냈다. 로봇 유도방식 측면에서는 예상과는 달리 풀방식과 푸쉬방식 사이에서 태스크 수행도에 큰 차이를 발견할수 없었고 오히려 푸쉬방식에 대한 높은 주관적 만족도를 나타냈다. 피드백 제시양식에 대한 분석결과에서도 예상과 달리 TTS에 의한 부가적인 조작지침 제시는 부정적 이라는 사실을 발견하였다. 맵빌딩을 통해 환경정보를 취득하기 이전 청소용 로봇의 자율성은 초보적인 상태이기 때문에 사용자는 단지 이동성이 있는 가전제품과 상호작용하고 있다고 볼 수 있다. 따라서 총체적으로 보아 전통적인 가전제품을 조작할 때 사용되는 리모컨기반 상호작용방식을 청소용 로봇의 빌빌딩 과정에서도 선호하는 것으로 보인다.