Definición de un lenguaje de patrones para la especificación de la interacción entre humanos y sistemas autónomos

Abstract

[ES] Hoy en día vivimos en un mundo cada vez más automatizado en todos los aspectos. Como consecuencia de esto, en nuestro día a día nos relacionamos cada vez con más sistemas autónomos. Desde servicios en el móvil que nos monitorizan las actividades que hacemos y nos ayudan a planificarnos o nos hacen sugerencias, pasando por los vehículos autónomos que nos prometen llevarnos a nuestro destino sin nuestra participación, o en forma de procesos inteligentes en fábricas modernas donde los robots colaboran con los humanos para realizar la producción. Todos estos sistemas autónomos (teniendo en cuenta sus peculiaridades) basan su toma de decisiones en base al contexto que les rodea. Por ejemplo, el coche decide la ruta en función de factores externos como podría ser la realización de obras en la carretera. Aún así, debe haber situaciones en las que estos sistemas autónomos no puedan (o no deban) tomar decisiones por ellos mismos. Bien sea porque estos sean forzados a cooperar con humanos (máquinas en las fábricas) o porque se den situaciones especiales, como conflictos, errores en el entorno, situaciones de riesgo, etc. En esta situación, el grupo TaTami del centro PROS lleva años desarrollando una solución para integrar humanos en los bucles de control de los sistemas autónomos. La solución se basa en un framework de implementación (HiL – Human In the Loop) basado en un marco conceptual que incluye conceptos como tareas, acciones, perfiles humanos, planes de emergencia, etc.. Ante la necesidad de definir interacciones humano-sistema autónomo cada vez más repetitivas y necesarias, el objetivo de este trabajo será el de identificar y categorizar un conjunto de patrones de interacción que ocurren frecuentemente en la descripción de estas interacciones para después hacer un mapping entre estos patrones y el marco conceptual del framework HiL.

[EN] Nowadays we live in an increasingly automated world in all aspects. As a consequence of this, in our day to day we interact with more and more autonomous systems. From mobile services that monitor the activities we do and help us plan or make suggestions, through autonomous vehicles that promise to take us to our destination without our active participation, or in the form of intelligent processes in modern factories where robots collaborate with humans to carry out production. All these autonomous systems (taking into account their peculiarities) base their decision-making based on the context that surrounds them. The car decides the route based on external factors, for example. Even so, there must be situations in which these autonomous systems cannot (or should not) make decisions for themselves. Either because they are forced to cooperate with humans (machines in factories) or because there are special situations, such as conflicts, errors in the environment, risk situations, etc. In this situation, the TaTami group of the PROS center has been developing a solution for years to integrate humans into control loops of autonomous systems. The solution is based on an implementation framework (HiL) based on a conceptual framework (which includes concepts such as tasks, actions, humans profiles, emergency plans, etc). Given the need to define interactions of this type that are increasingly repetitive and necessary, the objective of this work will be to identify and categorize a set of interaction patterns that occur frequently in the description of these interactions and then map these patterns with the conceptual base of the framework HiL.

[CA] Hui en dia vivim en un món cada vegada més automatitzat en tots els aspectos. Com a conseqüència d’això, en el dia a dia ens relacionem cada vegada amb més sistemes autònoms. Des de serveis al mòbil que ens monitoritzen les activitats que fem i ens ajuden a planificar o ens fan sugeriments, passant pels vehicles autònoms que ens prometen portar-nos al nostre destí sense la nostra participació activa, o en forma de processos intel·ligents en fabriques modernes on els robots col·laboren amb els humans per realitzar la producció. Tots aquests sistemes autònoms (tenint en compte les seves peculiaritats) basen la seva presa de decisions sobre la base del context que els envolta. El cotxe decideix la ruta en funció de factors externs (obres, etc), per exemple. Tot i això, ha d’haver situacions en què aquests sistemes autònoms no puguen (o no haguen de) prendre decisions per ells mateixos. Bé siga perquè aquests siguen forçats a cooperar amb humans (màquines a les fàbriques) o perquè es donen situacions especials (com conflictes, errors en l’entorn, situacions de risc, etc). En aquesta situació, el grup TaTami del centre PROS porta anys desenvolupant una solució per integrar humans en els bucles de control dels sistemes autònoms. La solució es basa en un framework d’implementació (HiL – Human in the Loop) basat en un marc conceptual (que inclou conceptes com tasques, accions, perfils humans, plans d’emergència, etc). Davant la necessitat de definir interaccions d’aquests tipus cada vegada més repetitives i necessàries, l’objectiu d’aquest treball serà el d’identificar i categoritzar un conjunt de patrons d’interacció que ocorren freqüentment en la descripció d’aquestes interaccions per després fer un mapping entre aquestos patrons i el marc conceptual del framework HiL.