Open-ended interactive robot learning in human-centered environments

Robots die door alledaagse robots geïnstrueerd en gecorrigeerd kunnen worden

Robots die werken in omgevingen waar mensen centraal staan, zoals huizen en werkplekken, moeten alledaagse situaties kunnen begrijpen, op een natuurlijke manier kunnen omgaan met gebruikers zonder technische expertise, en zich in de loop van de tijd kunnen aanpassen aan nieuwe taken. In dit proefschrift onderzoekt Giorgos Tziafas hoe zulke robots begrijpelijker, beter toepasbaar in nieuwe situaties en efficiënter in hun datagebruik kunnen worden door twee kernideeën te combineren: het koppelen van natuurlijke taal aan wat de robot ziet en doet, en het duurzaam organiseren van nieuwe kennis in het geheugen.

Allereerst bestudeert Tziafas natuurlijke taal als gedeelde representatie tussen mensen en robots. Taal dient niet alleen om instructies te geven, maar vormt ook de tussenlaag die waarneming, redeneren en handelen verbindt. Tziafas ontwikkelt methoden voor taalgestuurd grijpen in rommelige huishoudelijke scènes, met als doel robots de juiste hulpmiddelen te geven om onduidelijkheden te herkennen en op te lossen, zich aan te passen aan nieuwe situaties, en betrouwbaar te functioneren in rommelige omgevingen.

Vervolgens richt Tziafas zich op levenslang robotleren met mensen als leraren. Hij introduceert geheugengebaseerde benaderingen waarmee robots nieuwe objectconcepten, manipulatievaardigheden en langetermijngedrag kunnen leren uit beperkte menselijke begeleiding. Door nieuwe kennis op te slaan in semantische, procedurele en episodische geheugens, kunnen robots zich tijdens hun inzet aanpassen terwijl catastrofaal vergeten wordt voorkomen.

Samen laat dit proefschrift zien dat taal en geheugen centrale mechanismen zijn voor het bouwen van robots die door alledaagse gebruikers geïnstrueerd, gecorrigeerd en onderwezen kunnen worden in dynamische menselijke omgevingen.

Giorgos Tziafas voerde zijn onderzoek uit bij het Bernoulli Institute for Mathematics, Computer Science and Artificial Intelligence, afdeling Artificial Intelligence and Cognitive Engineering. Hij vervolgt zijn loopbaan als AI Engineer bij Clear Timber Analytics.