Sharing but Not Caring: Similar Outcomes for Shared Control and Switching Control in Telepresence-Robot Navigation
作者: Juho Kalliokoski, Evan G. Center, Steven M. LaValle, Timo Ojala, Basak Sakcak
分类: cs.RO
发布日期: 2025-09-06
备注: Immersive telepresence, shared control
💡 一句话要点
研究远程呈现机器人导航中共享控制与切换控制的性能差异，发现两者效率相近。
🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control)
关键词: 远程呈现机器人 共享控制 人机交互 导航 用户研究
📋 核心要点
- 远程呈现机器人导航面临挑战，现有方法在效率和用户交互之间存在权衡。
- 提出一种共享控制方法，允许用户在机器人自主导航时影响路径生成，提升用户体验。
- 用户研究表明，共享控制与切换控制导航效率相近，但未显著降低用户任务负荷。
📝 摘要（中文）
远程呈现机器人使用户能够与远程环境进行交互，但高效且直观的导航仍然是一个挑战。本文开发并评估了一种共享控制方法，在该方法中，机器人自主导航，同时允许用户影响路径生成，以更好地满足他们的需求。我们将其与控制切换进行了比较，在控制切换中，用户在直接控制和自动控制之间切换。我们假设共享控制将保持与控制切换相当的效率，同时可能降低用户的工作量。两个连续用户研究（每个研究的最终样本量为n=20）的结果表明，共享控制不会降低导航效率，但与控制切换相比，并没有显著降低任务负荷。需要进一步的研究来探索影响这些控制系统中用户偏好和性能的潜在因素。
🔬 方法详解
问题定义：远程呈现机器人导航需要兼顾效率和用户自主性。现有方法，如完全自主导航可能无法满足用户特定需求，而完全手动控制则可能增加用户负担。因此，需要一种方法，能够在自动化导航的基础上，允许用户进行适度的干预，以优化导航路径。
核心思路：本文的核心思路是探索共享控制在远程呈现机器人导航中的应用。共享控制允许机器人自主导航，同时用户可以根据自身需求对路径进行调整。这种方式旨在平衡导航效率和用户自主性，从而提升整体用户体验。
技术框架：该研究对比了两种控制模式：共享控制和切换控制。在共享控制模式下，机器人持续自主导航，用户可以通过某种方式（具体方式未知）影响路径生成。在切换控制模式下，用户可以在完全自主导航和完全手动控制之间切换。研究通过用户实验对比两种模式下的导航效率和用户任务负荷。
关键创新：该研究的关键创新在于探索共享控制在远程呈现机器人导航中的可行性。虽然共享控制的概念并不新颖，但将其应用于远程呈现机器人导航，并与切换控制进行对比，有助于理解不同控制模式对用户体验和导航效率的影响。
关键设计：论文中没有详细描述共享控制的具体实现方式，例如用户如何影响路径生成，以及机器人如何响应用户的干预。这些技术细节是理解该方法有效性的关键，但目前未知。
📊 实验亮点
两组用户研究（每组n=20）表明，共享控制的导航效率与切换控制相当，但并未显著降低用户任务负荷。虽然共享控制在降低任务负荷方面未达到预期效果，但其保持了与切换控制相同的导航效率，表明共享控制是一种可行的替代方案。未来的研究需要进一步探索如何优化共享控制策略，以提升用户体验。
🎯 应用场景
该研究成果可应用于远程医疗、远程教育、安防巡逻等领域，提升远程呈现机器人的导航效率和用户体验。通过优化控制策略，可以使远程操作人员更高效地完成任务，并降低操作负担。未来的研究可以进一步探索不同共享控制策略对用户体验的影响。
📄 摘要（原文）
Telepresence robots enable users to interact with remote environments, but efficient and intuitive navigation remains a challenge. In this work, we developed and evaluated a shared control method, in which the robot navigates autonomously while allowing users to affect the path generation to better suit their needs. We compared this with control switching, where users toggle between direct and automated control. We hypothesized that shared control would maintain efficiency comparable to control switching while potentially reducing user workload. The results of two consecutive user studies (each with final sample of n=20) showed that shared control does not degrade navigation efficiency, but did not show a significant reduction in task load compared to control switching. Further research is needed to explore the underlying factors that influence user preference and performance in these control systems.