Bewegungsplanung und -koordination, interaktive Handlungsplanung
Das arbeitsteilige Zusammenwirken zwischen einem Menschen und einer sich
selbständig bewegenden und handelnden Maschine stellt eine Form der Interaktion
dar, die nicht nur auf Kommunikation und Informationsaustausch basiert, sondern auch
Bewegungs- und Handlungsabläufe involviert. Diese Bewegungsabläufe und
Handlungen der beiden Agenten Mensch und Maschine müssen geplant, koordiniert
und gegebenenfalls wechselseitig adaptiert werden. Es wird unterschieden zwischen
Bewegungsabläufen, die einen direkten physikalischen Kontakt zwischen Mensch und
Maschine involvieren, zwischen weiträumiger Bewegungskoordination und schließlich
der koordinierten Planung und Ausführung von Handlungsabläufen aus Bewegungen
und Manipulation.
Bewegungsplanung und -koordination und interaktive Handlungsplanung umfasst
folgende Querschnittsfunktionen
im Bereich Bewegungsplanung mit direktem physischem Kontakt:
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die Gestaltung direkter physischer Interaktion/Kooperation zwischen Mensch
und Maschine, z.B. Nachgeben (compliance), unter Rückgriff auf bildgebende
Sensoren bzw. Kraft-/Momentensensoren - Softrobotik
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anthropomorphes Greifen und Manipulieren
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im Bereich Bewegungsplanung ohne direkten physischen Kontakt:
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die Bewegungskoordination zwischen Mensch und Maschine
(kontextabhängige Bewegungsmuster, z.B. Annähern, Ausweichen, Folgen,
Reichen von Objekten)
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sicheres Verhalten unter Menschengruppen
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im Bereich interaktive Handlungsplanung:
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interaktive Handlungsplanung mit Rückkopplung des Benutzerverhaltens
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Task Description Language für Interaktion und Kooperation Mensch -
Maschine.
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Der direkte physische Kontakt stellt die kritischste Form der Interaktion zwischen
Mensch und Maschine dar. Bewegungen der Maschine, die im unmittelbaren
Nahbereich des Menschen stattfinden, müssen "weich" bzw. "nachgiebig" sein und
dürfen abwehrende Kräfte des Menschen nicht übersteigen (compliance, Softrobotik).
Der Roboterassistent muss beispielsweise bei einer vom Menschen nicht intendierten
Annäherung "weggedrückt" werden können. Eine intuitive und einfache Belehrung und
Programmierung der Maschine verlangt nach möglichst anthropomorphen
Bewegungsabläufen bei Greifen und Manipulation.
Auch Bewegungen die keinen direkten physischen Kontakt involvieren, müssen
koordiniert und aufeinander abgestimmt werden. Diese Koordination kann vom Kontext
abhängig unterschiedliche Formen annehmen. Während die Koordination in der Regel
in einer Ausweichoperation besteht, kann es in einem anderen Kontext durchaus
wünschenswert sein, dass sich die Maschine dem Menschen annähert oder ihm gar
folgt. Im extremen Fall muss die Maschine ihre Bewegung mit mehreren oder gar
vielen Menschen (Menschengruppen) koordinieren. Dies erfordert entsprechende
echtzeitfähige Wahrnehmungs- und Planungsverfahren.
Die interaktive Handlungsplanung und -ausführung ist die komplexeste Form des
physischen Zusammenwirkens zwischen Mensch und Maschine. Beide Agenten
müssen aus ihren jeweiligen Wahrnehmungen Rückschlüsse auf die Intentionen und
Pläne ihres Gegenübers ziehen können und ihr Handeln entweder durch Erklärung
oder Darstellung ihrer "Systemzustände" transparent machen.
