Beyond Omakase: Designing Shared Control for Navigation Robots with Blind People
作者: Rie Kamikubo, Seita Kayukawa, Yuka Kaniwa, Allan Wang, Hernisa Kacorri, Hironobu Takagi, Chieko Asakawa
分类: cs.HC, cs.RO
发布日期: 2025-03-27 (更新: 2025-03-31)
备注: Preprint, ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI 2025)
💡 一句话要点
为盲人导航机器人设计共享控制模式，提升用户自主性与社交适应性
🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control)
关键词: 盲人导航 社交机器人 共享控制 人机交互 自主导航
📋 核心要点
- 现有自主导航机器人常采用“全权委托”模式，限制了盲人用户的控制权，尤其在拥挤等复杂社交环境中表现不足。
- 该研究探索了共享控制模式，让用户在导航过程中扮演更主动的角色，例如管理人群互动和评估环境。
- 实验表明，用户更倾向于“老板”模式，即用户主导与人群的互动，而机器人提供环境信息和辅助导航。
📝 摘要（中文）
自主导航机器人可以提高盲人的独立性，但通常限制了用户的控制权，遵循了一种日式“全权委托”的方法，即所有决策都由机器人决定。本研究旨在增强社交机器人导航中用户的控制权，基于对盲人参与者的两项研究。第一项研究，通过结构化访谈（N=14），确定了拥挤空间是具有重大社交挑战的关键区域。第二项研究（N=13）探索了在这些环境中，使用自主机器人进行导航任务，并确定了不同自主模式下的设计策略。参与者更喜欢主动的角色，称为“老板”模式，他们管理人群互动，而“监控”模式帮助他们评估环境，协商移动并与机器人互动。这些发现强调了共享控制和用户参与对于盲人用户的重要性，为设计未来的社交导航机器人提供了宝贵的见解。
🔬 方法详解
问题定义：论文旨在解决盲人使用自主导航机器人时，用户控制权不足的问题。现有方法通常采用“全权委托”模式，机器人自主决策所有导航行为，忽略了用户在复杂社交环境中的主观能动性和适应性需求，尤其是在拥挤空间中，用户难以有效参与和控制导航过程。
核心思路：论文的核心思路是设计一种共享控制模式，允许用户在导航过程中扮演更主动的角色，根据环境和自身需求调整机器人的行为。这种模式旨在平衡机器人的自主性和用户的控制权，使用户能够更好地适应复杂社交环境，提升导航体验。
技术框架：研究采用了两阶段的方法。第一阶段是结构化访谈，旨在识别盲人在导航过程中遇到的主要社交挑战和需求。第二阶段是导航任务实验，参与者使用自主导航机器人在拥挤环境中完成导航任务，并体验不同的自主模式。研究人员观察并记录参与者的行为和反馈，分析不同自主模式下的用户体验和导航效果。
关键创新：该研究的关键创新在于提出了共享控制模式，并将其应用于盲人导航机器人。与传统的“全权委托”模式不同，共享控制模式允许用户根据自身需求调整机器人的行为，从而更好地适应复杂社交环境。研究还识别了两种关键的自主模式：“老板”模式和“监控”模式，分别对应用户主导和机器人辅助的不同导航场景。
关键设计：研究中设计的“老板”模式允许用户直接控制机器人与人群的互动，例如指示机器人避开人群或请求机器人协助通过拥挤区域。“监控”模式则侧重于向用户提供环境信息，例如前方障碍物的位置和人群密度，帮助用户更好地评估环境并做出决策。具体的参数设置和网络结构未知，因为论文重点在于用户研究和模式设计，而非具体的算法实现。
🖼️ 关键图片
📊 实验亮点
研究通过实验验证了共享控制模式的有效性，参与者普遍更喜欢“老板”模式，认为这种模式能够让他们更好地掌控导航过程，提升自信心和安全感。此外，“监控”模式也受到了参与者的欢迎，因为它能够提供丰富的环境信息，帮助他们更好地评估环境并做出决策。具体的性能数据未知，但用户反馈表明共享控制模式显著提升了导航体验。
🎯 应用场景
该研究成果可应用于开发更智能、更人性化的盲人导航机器人，提升其在复杂社交环境中的适应性和实用性。此外，共享控制的设计理念也可推广到其他辅助机器人领域，例如老年人照护、残疾人康复等，使用户能够更好地掌控机器人的行为，提升生活质量。未来的研究可以探索更多自主模式和交互方式，进一步优化共享控制策略。
📄 摘要（原文）
Autonomous navigation robots can increase the independence of blind people but often limit user control, following what is called in Japanese an "omakase" approach where decisions are left to the robot. This research investigates ways to enhance user control in social robot navigation, based on two studies conducted with blind participants. The first study, involving structured interviews (N=14), identified crowded spaces as key areas with significant social challenges. The second study (N=13) explored navigation tasks with an autonomous robot in these environments and identified design strategies across different modes of autonomy. Participants preferred an active role, termed the "boss" mode, where they managed crowd interactions, while the "monitor" mode helped them assess the environment, negotiate movements, and interact with the robot. These findings highlight the importance of shared control and user involvement for blind users, offering valuable insights for designing future social navigation robots.