人 机器人交互导论

译者序
第1章　引言 1
1.1　关于本书 1
1.2　克里斯托夫·巴特内克 3
1.3　托尼·贝尔帕梅 3
1.4　弗里德里克·埃塞尔 3
1.5　神田崇行 3
1.6　梅雷尔·凯瑟斯 4
1.7　塞尔玛·萨巴诺维奇 4
第2章　什么是人-机器人交互 5
2.1　本书的重点 7
2.2　人-机器人交互是一门跨学科的学科 7
2.3　人-机器人交互的演变 9
第3章　机器人的工作原理 15
3.1　机器人的制造 15
3.2　机器人硬件 17
3.3　传感器 19
3.3.1　视觉传感器 19
3.3.2　听觉传感器 21
3.3.3　触觉传感器 22
3.3.4　其他传感器 23
3.4　执行器 23
3.4.1　标准执行器 24
3.4.2　气动执行器 25
3.4.3　扬声器 26
3.5　软件 27
3.5.1　软件体系结构 27
3.5.2　软件实现平台 29
3.5.3　机器学习 29
3.5.4　计算机视觉 31
3.6　HRI机器人技术的局限性 32
3.7　结论 33
第4章　设计 35
4.1　HRI设计 37
4.1.1　机器人形态 37
4.1.2　自解释性 38
4.1.3　设计模式 39
4.1.4　设计原则 39
4.2　HRI设计中的拟人化 41
4.2.1　拟人化和机器人 42
4.2.2　拟人理论 44
4.2.3　拟人化设计 46
4.2.4　拟人化测量 48
4.3　设计方法 49
4.3.1　工程设计过程 49
4.3.2　以用户为中心的设计过程 50
4.3.3　参与式设计 51
4.4　原型工具 53
4.5　HRI设计中的文化 54
4.6　从机器到人，再到介于两者之间 55
4.7　结论 57
第5章　空间交互 60
5.1　在人机交互中对空间的利用 61
5.1.1　空间关系学 61
5.1.2　群体空间交互动力学 63
5.2　机器人的空间交互 64
5.2.1　定位和导航 64
5.2.2　满足社交的合适定位 65
5.2.3　引发HRI的空间动力学 67
5.2.4　将机器人的意图告知用户 68
5.3　结论 68
第6章　非言语交互 71
6.1　非言语线索在交互中的作用 72
6.2　非言语交互的类型 73
6.2.1　注视和眼球运动 73
6.2.2　手势 75
6.2.3　模拟模仿 76
6.2.4　触摸 78
6.2.5　姿势和动作 79
6.2.6　交互节奏和时机 81
6.3　机器人的非言语交互 82
6.3.1　机器人对非言语线索的感知 82
6.3.2　让机器人产生非言语线索 82
6.4　结论 84
第7章　言语交互 86
7.1　人与人之间的言语交互 87
7.1.1　语音的构成 87
7.1.2　书面语与口头语言的比较 88
7.2　语音识别 88
7.2.1　语音识别的基本原理 89
7.2.2　限制因素 90
7.2.3　HRI的实践 90
7.2.4　语音活动检测 91
7.2.5　HRI中的语言理解问题 91
7.3　对话管理 93
7.3.1　基本原理 94
7.3.2　HRI中的实践 95
7.4　语音生成 96
7.5　结论 98
第8章　情绪 100
8.1　什么是情绪、心境和情感 100
8.2　理解人类情绪 101
8.3　当情绪失控时 102
8.4　机器人的情绪 103
8.4.1　情绪交互策略 103
8.4.2　情绪的艺术感知 104
8.4.3　用机器人表达情绪 105
8.4.4　情绪模型 106
8.5　情感HRI的挑战 108
第9章　研究方法 111
9.1　定义研究问题和方法 112
9.1.1　探索性研究和验证性研究 113
9.1.2　相关性和因果关系 114
9.2　选择定性、定量或混合方法 115
9.2.1　用户研究 116
9.2.2　系统研究 117
9.2.3　观察研究 118
9.2.4　人种学研究 119
9.2.5　对话分析 120
9.2.6　众包研究 121
9.2.7　单主体研究 122
9.3　选择研究参与者和研究设计 123
9.4　定义交互的背景 126
9.4.1　研究地点 126
9.4.2　时间对人-机器人交互的影响 126
9.4.3　社会因素对人-机器人交互的影响 127
9.5　为研究选择机器人 129
9.6　建立交互模式 130
9.6.1　WoZ 130
9.6.2　真实与模拟交互 130
9.7　选择适当的HRI测量方法 131
9.8　研究标准 132
9.8.1　改变统计分析的标准 132
9.8.2　Power 134
9.8.3　通用性和复证 135
9.8.4　HRI研究中的伦理考虑事项 135
9.9　结论 137
第10章　应用 140
10.1　服务机器人 142
10.1.1　导游机器人 142
10.1.2　接待员机器人 143
10.1.3　销售推广机器人 144
10.2　学习用机器人 144
10.3　娱乐用机器人 145
10.3.1　宠物与玩具机器人 145
10.3.2　展览用机器人 146
10.3.3　艺术表演用机器人 147
10.3.4　性爱机器人 148
10.4　医疗护理领域的机器人 148
10.4.1　适老机器人 148
10.4.2　为自闭症谱系障碍患者设计的机器人 149
10.4.3　康复用机器人 150
10.5　个人助理机器人 151
10.6　特定用途服务机器人 152
10.6.1　清洁机器人 152
10.6.2　送货机器人 152
10.6.3　安保机器人 153
10.7　协作机器人 154
10.8　自动驾驶汽车 154
10.9　遥控机器人 155
10.10　未来应用