Participantes
En el estudio participaron 20 personas, de las cuales 17 optaron por proporcionar información demográfica. De ellas, 11 se identificaron como hombres, 5 como mujeres y 1 prefirió no revelar su género. Las edades oscilaron entre los 19 y los 67 años (M = 32,12, SD = 11,17).
El grupo presentaba diversidad geográfica: 10 participantes procedían de Europa, 4 de Asia, 1 de África y 2 de Sudamérica. En cuanto a su formación académica, había 5 estudiantes de doctorado, 8 de máster y 4 de grado.
La mayoría afirmó tener experiencia previa con robots: 19 de las 20 personas participantes indicaron que la tenían. Dieciocho de 20 se consideraban competentes en el uso de mandos o simuladores. Todas expresaron una opinión positiva sobre el papel cada vez más importante de los robots en la vida cotidiana y en las tareas laborales.
Entorno y contexto del estudio
El estudio se llevó a cabo en el Bristol Robotics Laboratory, en Bristol (Reino Unido), donde los participantes interactuaron con la interfaz. El manipulador robótico teleoperado se encontraba a distancia, en el IIT de Génova (Italia).
El mando tipo joystick y el teclado eran productos comerciales estándar. La interfaz táctil se implementó en un portátil convertible HP Spectre x360 de 13 pulgadas, equipado con un controlador táctil ELAN2514.
En los experimentos se utilizó un brazo robótico Franka Emika Panda equipado con un sensor de fuerza/par de seis ejes ATI Mini45 para realizar pasadas de limpieza sobre una superficie plana. Una VPN de Azure conectaba la estación del operador en Bristol (Reino Unido) con la ubicación del robot en Génova (Italia) y transmitía temas de ROS con una latencia de ida y vuelta verificada inferior a 100 ms.
Ética
Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética de la Investigación de la University of the West of England, College of Arts, Technology & Environment (referencia: 13470965).
Antes de dar su consentimiento para participar, todas las personas recibieron una hoja informativa. Asimismo, antes de comenzar los experimentos se recopilaron formularios de consentimiento firmados. Durante todo el estudio se adoptaron las medidas pertinentes para garantizar la confidencialidad de los participantes y la seguridad de los datos.
Los participantes tenían derecho a retirarse en cualquier momento y a solicitar la eliminación de sus datos hasta siete días después del estudio.
Implementación del control de teleoperación
La arquitectura de comunicación del sistema de teleoperación estaba compuesta por cuatro PC situados en distintos países.
En Bristol (Reino Unido), el PC1 funcionaba como interfaz entre la persona y el robot: capturaba los datos de posición de los dedos y mostraba la señal de vídeo de la cámara del robot. El PC2 registraba los datos experimentales.
En Génova (Italia), el PC3 convertía los datos de referencia de posición en un tema de ROS sincronizado temporalmente, mientras que el PC4 actuaba como ROS Master, controlaba el brazo Franka Emika Panda y aplicaba las restricciones de seguridad.
Todos los PC estaban conectados a la misma red virtual mediante una VPN, y las conexiones por cable garantizaban un funcionamiento fiable.
Hipótesis
A partir de investigaciones sobre la interacción colaborativa entre personas y robots, se formularon tres hipótesis:
- Los participantes de la condición C3, autonomía supervisada de un clic, presentarían la menor carga cognitiva en comparación con las otras dos condiciones de teleoperación.
- Los participantes de la condición C2, la interfaz táctil, mostrarían una carga de trabajo significativamente menor y puntuaciones de confianza más altas que los participantes de la condición de referencia C1, la interfaz con joystick.
- Los participantes con habilidades espaciales o experiencia en videojuegos presentarían un menor aumento de la frecuencia de parpadeo, picos menos pronunciados de respuesta galvánica de la piel y tiempos de finalización más cortos que los usuarios con menor nivel de habilidad en la condición C1. Se esperaba que estas diferencias disminuyeran en las condiciones C2 y C3.
Discusión
La hipótesis restante, H3, solo recibió un apoyo parcial después de incorporar al análisis la percepción de la interfaz y el contexto del control de fuerza. Las diferencias relacionadas con la habilidad fueron menos marcadas de lo previsto, aunque aparecieron algunos indicios en interacción con la percepción de la interfaz.
Entre las limitaciones se encuentran el tamaño de la muestra, de 20 participantes, y un único periodo breve de familiarización. Estas limitaciones impiden caracterizar adecuadamente la curva de aprendizaje de la interfaz táctil y la transferencia de habilidades. Además, el estudio se realizó en un entorno de laboratorio con operadores no profesionales.
En trabajos futuros se incorporarán retroalimentación háptica, control compartido adaptativo basado en la carga y la confianza en tiempo real, y un estudio longitudinal con expertos del sector. Estos estudios permitirán separar los efectos intrínsecos de la interfaz de los derivados de la familiaridad previa y evaluar la solidez operativa.
Preguntas frecuentes
¿Cuántas personas participaron en el estudio? Participaron 20 personas en total, aunque solo 17 proporcionaron información demográfica.
¿Dónde estaban situados el operador y el robot? Los participantes manejaron la interfaz en el Bristol Robotics Laboratory, en el Reino Unido, mientras que el manipulador robótico se encontraba en el IIT de Génova (Italia).
¿Qué robot se utilizó en los experimentos? En los experimentos se utilizó un brazo robótico Franka Emika Panda equipado con un sensor de fuerza/par de seis ejes ATI Mini45.
¿Cuáles son las áreas previstas para futuros trabajos? Los trabajos futuros investigarán la retroalimentación háptica, el control compartido adaptativo basado en la carga y la confianza en tiempo real, y las pruebas longitudinales con expertos del sector.