Human-robot interaction

O1 - Comprender la necesidad de considerar las necesidades y las capacidades del usuario en el centro del diseño de la interacción entre robot y persona.
O2 - Comprender aspectos del diseño del comportamiento del robot en relación con la interacción multi-modal con el usuario.
O3 - Conocer métodos de diseño y evaluación de la interacción persona-robot.
O4 - Diseño e implementación de escenarios interactivos con un sistema robótico.
O5 - Planificar el diseño de la evaluación en IPR.

Los contenidos generales indicados en la memoria del grado son: Diseño centrado en el usuario de sistemas robóticos interactivos. Interacción multimodal. Arquitecturas de control y planificación de robots sociales. Métodos de evaluación extrínseca de la IPR. Robots industriales colaborativos.

Dichos contenidos se desarrollarán en la asignatura a través de 6 temas:
- Tema 1: Introducción a la IPR (HRI). Principios de diseño de robots sociales.
- Tema 2: Comunicación persona-robot multimodal.
- Tema 3: Interfaces naturales de usuario.
- Tema 4: Arquitecturas de control y planificación.
- Tema 5: Evaluación mediante estudios de usuarios y aspectos éticos.
- Tema 6: Robótica colaborativa industrial.
Los contenidos teóricos de estos 6 temas se desarrollarán durante las clases expositivas (24 horas presenciales y 24 horas no presenciales, distribuidas de manera equitativa entre los dichos temas).

También se desarrollarán 2 prácticas durante las clases interactivas (24 horas presenciales y 48 horas no presenciales) para ilustrar de manera experimental los conceptos de los temas teóricos:
- Práctica 1: Programación de comportamientos interactivos con robots móviles. Ilustrará los conceptos de los temas 1-6, con 12 horas presenciales y 24 horas no presenciales.
- Práctica 2: Programación de comportamientos interactivos con robots sociales. Ilustrará los conceptos de los temas 1-6, con 12 horas presenciales y 24 horas no presenciales.

Bibliografía básica:
- Christoph Bartneck, Tony Belpaeme, Friederike Eyssel, Takayuki Kanda, Merel Keijsers, Selma Sabanovic. Human-Robot Interaction: An Introduction. Cambridge University Press, 2020. ISBN: 978-1108735407. https://www.human-robot-interaction.org/
- Bruno Siciliano, Oussama Khatib. Springer Handbook of Robotics, 2nd Edition. Springer, 2016. ISBN: 978-3-319-32552-1.

Bibliografía complementaria:
- Cynthia L. Breazeal. Designing Sociable Robots. The MIT Press, 2002. ISBN: 0-262-02510-8.
- Oliver Korn. Social Robots: Technological, Societal and Ethical Aspects of Human-Robot Interaction. Springer Nature Switzerland, 2019. ISBN: 978-3-030-17106-3.

Al terminar con éxito esta asignatura, los estudiantes obtendrán los resultados de aprendizaje siguientes:
Conocimiento:
- Con88. Saber identificar las necesidades y capacidades del usuario a considerar en el diseño de la interacción persona-robot y las distintas técnicas de evaluación.
- Con89. Distinguir las áreas clave de aplicación de las técnicas de control y planificación de robots sociales y robots industriales colaborativos.
Destreza:
- H/D92. Desarrollar aplicaciones prácticas simples de comportamientos interactivos de robots sociales basados en interfaces multimodales.
- H/D93. Implementar algoritmos de interacción segura con robots colaborativos industriales.
Competencia:
- Comp02. Programar algoritmos con las estructuras de datos adecuadas para la resolución de problemas en el ámbito de la robótica.
- Comp19. Entender y saber programar las técnicas de análisis, procesado, detección, reconocimiento y seguimiento de patrones en los distintos tipos de señales procedentes de diferentes sensores y cámaras dentro del entorno de un robot.
- Comp21. Capacidad de diseñar robots y sistemas inteligentes orientados a la interacción con personas, y adaptados a entornos domésticos y urbanos.

Las siguientes metodologías de enseñanza serán desarrolladas durante las clases de la asignatura para obtener los conocimientos, destrezas y competencias indicadas:
- Lección magistral (Con88, Con89).
- Seminarios, resolución de problemas, debates, foros de discusión, presentaciones, aprendizaje basado en la investigación, aula invertido (Comp21).
- Prácticas en aula de informática, prácticas de laboratorio o talleres, aprendizaje colaborativo, aprendizaje basado en proyectos, design thinking, resolución autónoma de problemas, portafolio, (H/D92, Comp02, Comp19).
- Prácticas de campo, visita técnicas la empresas o administraciones, estudios de casos (H/D93).

La evaluación de la asignatura constará de dos partes diferenciadas con la ponderación siguiente:
- Evaluación teórica (40% de la nota): Estará compuesta de dos pruebas. La primera prueba será una presentación oral (con un peso de 30%) donde cada grupo de alumnos designado durante la primera sesión de prácticas realizará un análisis de un artículo científico/técnico demostrando la capacidad de extrapolar las competencias (Comp21) y destrezas (H/D93) adquiridas a sistemas interactivos diferentes de los vistos en teoría. La segunda prueba será un examen final individual (con un peso de 10%) sobre los conocimientos (Con88, Con89) de la asignatura.
- Trabajos y actividades prácticos (60% de la nota): Se realizará una evaluación continua de las destrezas (H/D92) y competencias (Comp02, Comp19) adquiridas en las 2 prácticas desarrolladas durante las clases interactivas. Cada grupo de alumnos designado durante la primera clase presentará un informe realizado de manera colaborativa. El peso de la nota de cada práctica será proporcional al número de horas presenciales de trabajo.

La asistencia tanto a las clases teóricas como prácticas será obligatoria para el aprobado de la asignatura excepto en casos de ausencia justificados. Para aquellos alumnos que tengan dispensa, el sistema de evaluación será el mismo aunque no tendrán obligación de asistir a las clases teóricas. Los repetidores no tendrán obligación de asistir a las clases teóricas y podrán no asistir a las clases prácticas si superaron la parte práctica de la asignatura en una convocatoria anterior y deciden guardar dicha nota.

Evaluación de segunda oportunidad y repetidores: Los alumnos deberán recuperar cada parte (teoría o prácticas) suspensa. Si una de las dos partes ha sido aprobada anteriormente, el alumno podrá optar por guardar la nota correspondiente y sólo recuperar la parte suspensa. Para recuperar la parte práctica, los alumnos deberán entregar en fecha previa al examen teórico aquellas actividades que les plantee el profesor correspondientes a las prácticas que no hubiesen superado anteriormente. Podrá haber una defensa de dichas actividades con el profesor. Para recuperar la parte teórica, habrá una presentación oral del trabajo de análisis de un artículo y un examen sobre los contenidos teóricos,al igual que ocurría en la primera oportunidad. Sin embargo, todas estas actividades de recuperación serán individuales.

El alumno recibirá la calificación de "no presentado" cuando no haga el examen final de la parte teórica o cuando no presente ninguna práctica.

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo establecido en la “Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de las calificaciones”.

La asignatura tiene una carga de trabajo de 6 ECTS dividida de la siguiente forma:
- 1. Trabajo en el aula (60 horas presenciales)
1.1. Clases expositivas teóricas (en grupo grande): 24 horas
1.2. Prácticas (con grupos pequeños): 24 horas
1.3. Tutorías de grupo: 3 horas
1.4. Tutorías individualizadas: 4 horas
1.5. Actividades de evaluación: 5 horas

- 2. Trabajo personal del alumnado (90 horas no presenciales)
2.1. Lectura, revisión de temas y ejercicios de teoría: 24 horas
2.2. Preparación de ejercicios e informes de prácticas: 48 horas
2.3. Preparación de tutorías de grupo: 10 horas
2.4. Preparación de tutorías individualizadas: 3 horas
2.5. Preparación de pruebas de evaluación: 5 horas

Para desarrollar los 5 objetivos de la asignatura, los alumnos deberán revisar las bases obtenidas en las siguientes materias:
- Ser capaz de diseñar e implementar soluciones de detección visual para reconocimiento de objetos, escenas, caras o gestos que permitan guiar/comunicarse la/con un robot. (“Visión Artificial”, Semestre 5).
- Comprender, analizar y utilizar métodos de fusión e integración multisensorial. (“Percepción y Procesado de Señales”, Semestre 4).
- Saber los tipos de control de fuerza existentes en robótica así como ser capaz de implementar el más acomodado dependiendo del problema a resolver. (“Robótica Industrial”, Semestre 5).

Debido al alta correlación existente entre los conceptos tratados en las clases de teoría y los contenidos de las prácticas, se recomienda a los alumnos constancia en el estudio de la materia, acudiendo a las sesiones de prácticas con los conceptos teóricos revisados y los ejercicios resueltos. La realización de las prácticas ayudará al afianzamiento de los conceptos teóricos y a su utilización en situaciones reales. Las últimas sesiones de teoría y prácticas dedicadas al análisis de un artículo científico/técnico ayudará al alumnado a desarrollar sus capacidades de investigación e innovación.

El idioma de impartición de la asignatura será castellano y/o gallego