← 返回论文列表

基于人物角色的残障人士辅助人机协作工作场所流程设计
Persona-Based Process Design for Assistive Human-Robot Workplaces for Persons with Disabilities

作者: Nils Mandischer, Daria Eckert and, Lars Mikelsons
arXiv: 2604.26527v1
分类: cs.HC, cs.RO, eess.SY
📝 论文摘要
人机交互正成为残疾人融入工作场所的重要范式。尽管此类系统能帮助个体完成工作,但其设计大多具有高度个性化特征,阻碍了在个人用户之外的广泛运用。通用设计范式作为包容性设计的核心支柱,旨在确保系统对所有人的可用性。将通用设计融入人机协作工作场所的流程设计需要专业知识,而这类知识往往难以获取。为简化人机协作工作场所的流程设计,我们提出一种基于角色的设计方法。首先,将劳动力群体中常见或对特定流程尤为关键的功能障碍类型抽象为具有残疾特征的"角色"。工作流程被细分为顺序性动作。针对每个动作与角色,通过设计思维方法制定达成动作目标的策略。所得动作按机器人辅助程度(即机器人参与度)排序,并在行为树中实现。由此,工作场所的宏观行为可在线适应不同角色。我们以包含七种残疾角色的协作纸箱折叠流程为例验证该方法。基于角色的流程设计在生成更全面的流程策略的同时,实现了符合通用设计理念的自适应行为,展现出良好成效。

📊 核心分析

🎯 研究动机
- 现有**人机交互(Human-Robot Interaction, HRI)** 系统多采用**个性化设计(personalized design)**,阻碍了在单个用户之外的广泛使用 - **通用设计(universal design)** 是包容性设计的核心支柱,但需要领域专家知识,而这些知识往往难以获得 - 研究背景:整合残疾人进入工作场所的HRI系统日益重要,但缺乏可推广的设计方法
🔧 核心方法
- 提出**基于角色的流程设计(persona-based process design)** 方法:将典型损伤抽象为有残疾的**角色(personas)** - 将工作流程分解为**顺序动作(sequential actions)**,对每个动作和角色通过**设计思维(design thinking)** 制定达到动作目标的策略 - 按**机器人辅助程度(level of robot assistance)** 对策略排序,并使用**行为树(behavior tree)** 实现,使工作场所的宏观行为能在线适应不同角色
💡 核心创新
- **首创性**:首次将**角色(personas)** 与**通用设计(universal design)** 结合,用于简化残疾人工人机工作场所的**流程设计(process design)** - **无需专家知识**:通过抽象角色和设计思维,避免了传统通用设计对领域专家的依赖 - **在线自适应**:行为树的实现允许工作场所的宏观行为根据角色实时调整,实现通用设计意义上的自适应行为
🏆 总体贡献
- 为**辅助型人机协作工作场所(assistive human-robot workplaces)** 提供了一种简洁的、可推广的设计范式 - 通过**七种残疾角色(personas)** 的协同折叠流程演示了方法的有效性,生成了更全面的流程策略 - **开源实现** (可能隐含,论文未明确说明)但行为树和角色方法便于复现,促进该领域的后续研究