In Human-Robot Interaction (HRI), shared ground is a critical issue in terms of how they understand each other and what makes them share grounds to communicate. This thesis conceptualizes HRI such that a 3-way relationship among the human, robot and environment can be established on the basis of shared ground. Various interactive patterns that may occur are also analyzed on the basis of shared ground. Within this model, it is attempted to explain the mechanism of human-robot interaction. The proposed interaction model sheds light on how uncertainty caused by lack of knowledge may be resolved and how shared ground can be established through interaction.
Furthermore, measures are developed to evaluate the interaction process in terms of Interaction Effort and Interaction Situation Awareness (SA). The concept of entropy and Markov chain is used in development of the measures. These measures are expected to reduce the problem of subjective scoring in the empirical evaluation of HRI.
With the aforementioned theoretical framework and measures, various experiments are carried out in Human-Human Interaction (HHI) and HRI. In the experiment of HRI, a human subject interacts with a virtual robot through the mediate interface ‘Handybot’ that is developed in order to help users interact with the robot easily in a continuous manner. The results of the experiments show the feasibility of the proposed model and the usefulness of the measures.
It is expected that the presented model and measures will serve to increase understanding of human-robot interaction, and may be useful in classifying, describing and predicting this interaction process.
인간-로봇 상호작용에서 공유 기반은 어떻게 상호를 이해하고, 통신을 위한 기반을 공유할 것이냐 하는 측면에서 매우 중요하다. 이 논문은 인간-로봇 상호작용을 공유 기반 관점에서 인간, 로봇, 그리고 환경 이 세 가지의 관계가 이루어지도록 구상하였다. 또한 다양한 상호작용 형태가 공유 기반 관점에서 분석되었고, 제안된 모형을 이용하여 인간-로봇 상호작용 기제의 설명이 시도되었다. 제안된 상호작용 모형은 상호작용을 통해 지식의 부족으로 인한 불확실성을 해소하고 공유 기반을 성립하는 과정을 잘 설명한다.
또한 상호작용 수고와 상호작용 상황 인식 관점에서 상호작용 과정을 평가하기 위한 평가기준들이 개발되었다. 엔트로피와 마코프 체인 개념이 평가기준들의 개발에 사용되었고 개발된 평가기준들은 인간-로봇 상호작용의 실험적 평가에서 종종 발생하는 주관적 평가의 문제점 해소에 기여할 것으로 기대된다.
전술된 상호작용에 대한 이론적 틀과 평가기준들을 검증하기 위하여 인간-인간 상호작용과 인간-로봇 상호작용에 대해 다양한 실험들이 수행되었다. 인간-로봇 상호작용 실험에서는 인간 피실험자가 사용자와 로봇이 지속적으로 편리하게 상호작용 할 수 있도록 돕기 위한 매개인터페이스 ‘핸디봇’을 통하여 가상의 로봇과 상호작용을 시도하였다. 실험 결과들은 제안된 모델의 타당성과 제안된 기준들의 유용성을 보여주고 있다.
본 논문에서 제안된 모델과 평가기준들은 인간-로봇 상호작용의 이해를 증진시키고, 상호작용과정의 분석과 기술, 예측에 도움이 될 것으로 예상된다.
