Design de informação aplicado ao desenvolvimento de interface de realidade aumentada para interação humano-robô remota

(1)

CAROLINA CANI DIAS LEDEBOUR

Design de Informação Aplicado ao

Desenvolvimento de Interface de

Realidade Aumentada para Interação

Humano-robô Remota

Universidade Federal de Pernambuco posgraduacao@cin.ufpe.br www.cin.ufpe.br/~posgraduacao

RECIFE 2017

(2)

Carolina Cani Dias Ledebour

Design de Informação Aplicado ao Desenvolvimento de Interface de Realidade Aumentada para Interação Humano-robô Remota

ORIENTADOR(A): Profª.. Judith Kelner

CO-ORIENTADOR(A): Profª.. Felipe Breyer

RECIFE 2017

Este trabalho foi apresentado à Pós-Graduação em Ciência da Computação do Centro de Informática da Universidade Federal de Pernambuco como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação.

(3)

Catalogação na fonte

Bibliotecária Monick Raquel Silvestre da S. Portes, CRB4-1217

L732d Ledebour, Carolina Cani Dias

Design de informação aplicado ao desenvolvimento de interface de realidade aumentada para interação humano-robô remota / Carolina Cani Dias Ledebour. – 2017.

117 f.:il., fig., tab.

Orientadora: Judith Kelner.

Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco. CIn, Ciência da Computação, Recife, 2017.

Inclui referências e apêndice.

1. Visão computacional. 2. Realidade aumentada. I. Kelner, Judith (orientadora). II. Título.

006.37 CDD (23. ed.) UFPE- MEI 2017-147

(4)

Carolina Cani Dias Ledebour

Design de Informação Aplicado ao Desenvolvimento de Interface de Realidade Aumentada para Interação Humano-robô Remota

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação da Universidade Federal de Pernambuco, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciência da Computação.

Aprovado em: 21/02/2017.

BANCA EXAMINADORA

______________________________________________ Prof. Dr. Aluizio Fausto Ribeiro Araújo

Centro de Informática / UFPE

____________________________________________ Prof. Dr. Carmelo Jose Albanez Bastos Filho

Escola Politécnica de Pernambuco / UPE

___________________________________________ Profa. Dra. Judith Kelner

Centro de Informática / UFPE (Orientadora)

(5)

(6)

Agradecimentos

Obrigada a professora Judith Kelner por todos os ensinamentos e oportunidades concedidas ao longo destes dois anos, e pelo exemplo diário.

Aos melhores amigos do universo, Aline Silveira, Bernardo Reis, Daniela Falcone, Hana Luzia, Isabela Borges e Rafael Efrem, por terem me incentivado desde o início de que isso era uma boa ideia.

A minha mãe, meu pai, tia Sílvia, tia Bel, tio Bruno, vovô e vovó que mesmo sem entender nada do que eu estava fazendo, me incentivaram e achavam tudo lindo. Ao meu irmão que entendia o que eu estava fazendo e dizia que eu ia ficar doida, mas também achava lindo.

Obrigada a Andrey Alves por ter a incrível habilidade de me fazer esquecer de todos os problemas, por ser meu porto seguro e meu maior fã, e também por fazer as melhores seleções de cerveja.

Obrigada especial a Nathaly Portella e Alice Valadares que tomaram conta da minha coluna durante esses anos para ela não dar mais nenhum defeito.

Aos meus colegas do GRVM e GPRT, pelos memes, cafezinhos, idas ao bigode e pelas ricas trocas de ideias e experiências que com certeza contribuíram na construção dessa dissertação. Em especial a Toninho, Giva, Beto e Igor que me ajudaram com os robôs, Anna Priscilla que foi minha companheira de aventuras nas disciplinas do programa, e Felipe Breyer, por ter escutado todos os meus “isso vai dar m...“, e ter dito que ia dar certo, e no final dava certo mesmo.

Obrigada aos colegas do bonde do rosinha, por todos almoços descontraídos, mesmo que vocês ficassem me apressando pra comer mais rápido, em especial Vinícius e Santos, por me incentivarem a manter a dieta.

Este mestrado foi financiado com bolsa da Capes e o seu desenvolvimento está alinhado com o escopo do projeto Robôs Sociais para Manipulação Móvel com Destreza (RSMMD) aprovado com financiamento no edital 10/2014 - PRONEX/FACEPE/CNPq.

(7)

“In a properly automated and educated world,

then, machines may prove to be the true

humanizing influence. It may be that machines will

do the work that makes life possible and that

human beings will do all the other things that

make life pleasant and worthwhile”

Isaac Asimov

(8)

Resumo

Atividades em ambientes que apresentem risco aos humanos podem ser realizadas através da teleoperação de robôs. Entretanto, a ausência de consciência situacional durante o controle remoto de robôs pode ocasionar no aumento da dificuldade na execução de tarefas.Com o objetivo de identificar as necessidades de auxílio de interface, o uso de realidade aumentada, associado ao design da informação para criação de uma interface mista é investigado nesta dissertação como alternativa para auxiliar neste problema de visualização para tarefas de manipulação. O levantamento do estado da arte foi feito através de uma revisão da literatura, onde 36 artigos foram selecionados a partir de 893 artigos analisados. Com o objetivo de identificar as necessidades do usuário de auxílio de interface, a tarefa de manipulação robótica foi analisada e descrita em seis etapas : Identificação, Manejo, Localização, Intervenção, Ajuste e Inspeção. Elementos visuais em realidade aumentada foram desenvolvidos para cada etapa da tarefa. Foi elaborado um protótipo de interface para teleoperação de robôs com o objetivo de avaliar os elementos em testes com usuários. Os testes aconteceram em um cenário controlado onde os usuários executaram três tarefas de grau de complexidade crescente. Participaram dos testes 31 voluntários para avaliar a usabilidade através de questionários validados pela literatura. Os resultados alcançados demonstraram resultados positivos nos quesitos de clareza, facilidade de visualização, e facilidade de encontrar as informações necessárias, com índices de 90,3% de aprovação no formulário de avaliação de satisfação de usabilidade. As soluções visuais utilizadas na criação dos elementos gráficos desta dissertação podem ser adaptados para tarefas robóticas de outras naturezas.

(9)

Abstract

Activities in hazardous environments can be accomplished through the teleoperation of robots. However, the absence of situational awareness during the remote control of robots can lead to an increase in the difficulty in performing tasks. In order to identify the interface assistance needs, the use of augmented reality, associated to information design to create a mixed reality interface is investigated in this dissertation as an alternative to assist in visualization problem for manipulation tasks. The survey of the state of the art was done through a literature review, in wich, 36 articles were selected from 893 articles analyzed. Aiming the identification of the user needs for interface aids, the robot manipulation task was analyzed and described in six steps: Identification, Handling, Localization, Intervention, Adjustment, and Inspection. Visual elements in augmented reality were developed for each step of the task. An interface prototype was developed for robots' teleoperation with the purpose of evaluating the elements in user tests. The tests took place in a controlled scenario where users performed three tasks of increasing complexity. 31 volunteers participated in the tests to evaluate usability through questionnaires validated in the literature. The results indicated positive results in terms of clarity, ease of visualization, and ease of finding the necessary information, with 90.3% approval ratings. The visual solutions used in the creation of the graphic elements of this dissertation can be adapted for other robotic tasks.

(10)

Lista de Ilustrações

Figura 1. Ciclo de interação humano-robô remota. ... 25

Figura 2. Níveis de automação da aquisição de informação para funções. Uma tarefa semi-autômata e uma tarefa tele operada são exemplificadas nas escalas de cada etapa. Adaptado de Parassuraman et. al. (Parassuraman, 2000). ... 30

Figura 3. Escala de virtualidade de Milgram (1984) e a localização das interfaces de interação humano-robô remota identificadas na literatura. ... 31

Figura 4. Interfaces com Virtualidade aumentada para teleoperação de robôs móveis (Nielsen, 2007). ... 32

Figura 5. Interface de teleoperação com realidade virtual baseada em informações de laser enviadas pelo robô, o usuário e a imagem do mapa virtual visualizado (Livantino, 2010). ... 33

Figura 6. Fases da revisão de literatura do início até os trabalhos selecionados. ... 42

Figura 7. Visões de referência de enquadramento traduzida de Lamb e Owen (2005). ... 47

Figura 8. Cenário do teste de Bidwell et. al. (2014). ... 49

Figura 9. Sobreposição de informações virtuais de texto em (Sauer, 2010), e modelo 3D virtual do braço robótico integrado à cena. ... 51

Figura 10. Fluxo de etapas de tomadas de decisão em uma tarefa de manipulação. ... 58

Figura 11. Exemplo de auxílio visual para identificação de objeto sem oclusão. ... 59

Figura 12. Situação de objeto com baixo contraste em relação ao ambiente. ... 59

Figura 13. Exemplo de auxílio visual para identificação de objeto com oclusão destacado atrás da garra robótica. ... 60

Figura 14. Auxílio de visualização de trajetória para o manejo da garra no ambiente. ... 61

Figura 15. Auxílio de visualização de trajetória com alerta visual de colisão. ... 61

Figura 16. Auxílio de visualização para localização para grandes áreas. ... 62

Figura 17. Representação da sequência de animação de ghost model. ... 63

Figura 18. Auxílio visual para alinhamento por distância entre objetos. ... 63

Figura 19. Auxílio visual para alinhamento por referência angular entre objetos. ... 64

Figura 20. Auxílio visual para alteração da orientação do objeto. ... 65

Figura 21. . Auxílio visual de seta animada para operações de ajuste. ... 67

Figura 22. Auxílio visual para ajustes da orientação do objeto. ... 67

Figura 23. Posicionamento das câmeras no protótipo. Câmera (a) usada apenas para rastreamento dos objetos, e câmera (b) usada para visualização do usuário e redundância de rastreamento. .... 70

(11)

auxílio de manejo em azul, alerta de colisão em vermelho e a área destino destacada em rosa,

dentro do obstáculo. ... 71

Figura 25. a) Foto do braço robótico Lynxmotion AL5B com rotação pulso. b) teclado de controle modificado. ... 73

Figura 26. Objetos e obstáculos do protótipo, e o braço robótico sobre a base de madeira. ... 74

Figura 27. Disposição inicial e final dos objetos no experimento ... 75

Figura 28. Interface do protótipo durante etapas da tarefa 1. a) Instrução de texto; b) Instrução de localização; c) Execução da tarefa; d) Etapa final da tarefa com posicionamento final do bloco manipulado. ... 76

Figura 29. Interface do protótipo durante etapas da tarefa 2. a) & b) Instrução de localização; c) Execução da tarefa; d) Etapa final da tarefa. ... 77

Figura 30. Interface do protótipo durante etapas da tarefa 3. a) & b) Instrução de localização; c) Execução da tarefa; d) Indicação de ajuste na interface. ... 78

Figura 31. Ordem dos procedimentos a serem realizados durante as etapas do teste, da preparação até o fim do teste. ... 84

Figura 32. Gráfico referente ao tempo de completude das tarefas em segundos. ... 89

Figura 33. Dados das médias das questões do Nasa-TLX para cada tarefa. ... 91

Figura 34. Histograma das respostas para a questão 1 do PSSUQ ... 92

Figura 35. Histograma das respostas para a questão 2 do PSSUQ ... 92

Figura 36. Histograma das respostas para a questão 3 do PSSUQ. ... 93

Figura 42. a) e b) Exemplos de formas de pega utilizadas pelos usuários durante os testes. ... 98

(12)

Figura 49. Histograma das respostas para a questão 15 do PSSUQ. ... 104 Figura 50. Histograma das respostas para a questão 16 do PSSUQ. ... 104

(13)

Lista de Quadros

Quadro 1. Níveis de automação em sistemas segundo Sheridan (1978). ... 29 Quadro 2. Perguntas da ficha de avaliação de artigos, gabarito de respostas e respectivos pesos. ... 44 Quadro 3. Relação dos estudos selecionados após avaliação de qualidade de acordo com a natureza das tarefas realizadas pelos robôs. ... 45 Quadro 4. Relação de problemas e objetivos a serem atingidos na interface proposta. ... 55 Quadro 5. Relação entre as etapas da montagem manual de Radoswsky (2015) e a tarefa de manipulação remota proposta nesta dissertação. ... 57 Quadro 6. Variações de etapas da atividade em cada tarefa do experimento. ... 79 Quadro 7. Perguntas do questionário NASA-TLX e escala de respostas aplicado após a realização da tarefa 1. ... 81 Quadro 8. Formulário PSSUQ traduzido e com adaptações nas descrições dos elementos presentes no sistema a serem levados em consideração pelo usuário (Sauro & Lewis, 2016). .... 83

(14)

Lista de Tabelas

Tabela 1. Média e desvio padrão dos quesitos do Nasa-TLX para as tarefa 1, 2 e 3. ... 87 Tabela 2. Médias, desvio padrão, percentual de aprovação, e resultado dos quesitos do PSSUQ referente a todo o teste. ... 88

(15)

Lista de Acrónimos

• AIR: Anticipatory Input Ratio

• IHR: Interação Humano-robô

• IIID: International Institute for Information Design • Nasa-TLX: Nasa Task Load Index

• PSSUQ: Post-Study System Usability Questionnaire • RA: Realidade Aumentada

• RV: Realidade Virtual

(16)

Sumário

1 Introdução ... 17 1.1.## Objetivos#...#19# 1.1.1. Objetivo Geral: ... 19 1.1.2. Objetivos Específicos: ... 19 2 Fundamentação Teórica ... 21 2.1.## Interação#...#21# 2.1.1. Design de Interação ... 21 2.1.2. Interação Humano-robô ... 24

2.1.3. Interação Humano-robô Remota ... 25

2.2.## Robôs#Teleoperados#...#26#

2.2.1. Tarefas de robôs ... 27

2.2.2. Automação ... 28

2.3.## Realidades#Mistas#...#30#

2.4.## Design#de#Informação#...#33#

2.4.1. Elementos Básicos da Comunicação Visual ... 34

2.4.2. Legibilidade ... 37

2.4.3. Contraste ... 38

2.4.4. Representação, Simbolismo e Abstração ... 39

2.5.## Considerações#...#40#

3 Trabalhos Relacionados ... 41

3.1.## Considerações#...#54#

4 Auxílios Gráficos em Realidade Aumentada para Tarefa de Manipulação ... 55

4.1. Tarefas de Manipulação em Interação Humano-robô Remota ... 56

4.1.1.## Identificação#...#58# 4.1.2.## Manejo#...#60# 4.1.3.## Localização#...#62# 4.1.4.## Intervenção#...#65# 4.1.5.## Ajuste#...#66# 4.1.6.## Inspeção#...#67# 5 Metodologia ... 69 5.1.## Protótipo#...#69#

(17)

5.2.1. Setup do Cenário do Teste ... 72

5.2.2. Preparação e Procedimento do Teste ... 78

5.2.3. Dados e Métodos de Análises ... 85

6 Resultados ... 87 7. Conclusão ... 106 7.1.## Metas#Alcançadas#...#107# 7.1.1. Publicações ... 108 7.2.## Desafios#Encontrados#...#108# 7.3.## Trabalhos#Futuros#...#109# # Referências#...#110# # Apêndice#1#...#116#

(18)

1.#Introdução#

O! desenvolvimento! de! soluções! robóticas! está! avançando! e! humanos! e! robôs! formarão! times! para! executar! tarefas! até! então! impossíveis! de! serem! realizadas! apenas!por!humanos!(Chen,!2007).!A!teleoperação!possibilita!a!colaboração!remota! de! humanos! e! robôs! em! cenários! onde! o! humano! não! pode! estar! no! mesmo! ambiente! que! o! robô,! seja! por! impedimentos! de! temperatura,! radiação! ou! por! restrição! do! tamanho! onde! a! tarefa! será! realizada,! e! outros! fatores! que! causem! riscos! aos! humanos.! No! ambiente! industrial! por! exemplo,! existem! situações! que! expõem! os! trabalhadores! a! riscos! de! segurança! onde! humanos! e! robôs! poderão! atuar!em!conjunto!para!contornar!estes!problemas!sem!expor!o!operador!ao!perigo.!!

O!robô!Mars!Roover!possibilitou!a!exploração!do!planeta!Marte,!planeta!atualmente! sem! condições! habitáveis! aos! humanos,! que! ocorreu! através! do! controle! remoto! operado! por! uma! equipe! de! especialistas! (Hollingham,! 2014).! Apesar! do! uso! de! robôs! para! realizar! atividades! em! locais! perigosos! aos! humanos! já! ser! possível! nestes! setores! pioneiros,! existem! outras! situações! de! risco! onde! os! robôs! podem! ajudar!a!poupar!os!humanos!da!exposição!às!atividades!e!ambientes!arriscados.!!

Robôs!foram!utilizados!em!operações!de!busca!e!resgate!após!desastres!como!o!do! World! Trade! Center! (Casper,! 2003),! onde! a! instabilidade! dos! escombros! apresentava! riscos! aos! humanos.! Na! ocasião! além! das! pessoas! morreram! trabalhando! na! operação! de! resgate! às! vítimas,! também! houve! fatalidades! após! o! ocorrido! decorrentes! de! problemas! de! saúde! associados! ao! desastre! (Gelberg,! 2011).! Se! robôs! tele! operados! realizarem! operações! de! resgate,! se! diminui! a! exposição!de!humanos!a!estes!ambientes!insalubres.!

Após! o! acidente! nuclear! na! Fukushima! Daiichi,! 50! funcionários! da! empresa! se! expuseram! voluntariamente! a! níveis! de! radiação! fatais! para! realizar! atividades! de! manutenção!para!evitar!agravamento!da!situação!da!usina!(McCurry,!2013).!Robôs! tele! operados! por! especialistas! podem! ser! uma! alternativa! mais! segura! para! realização!de!tarefas!de!manutenção!em!usinas!nucleares!(Heemskerk,!2013).!

(19)

A! atividade! de! mineração! que! expõe! os! trabalhadores! a! condições! nocivas! com! poeiras! e! fumaça! de! explosivos,! é! declarada! pela! Organização! Internacional! do! Trabalho! como! a! atividade! mais! perigosa! quando! se! considera! a! quantidade! de! pessoas!expostas!aos!riscos!ocupacionais!(International!Labor!Organization.!Mining,! s.d.).!!O!acidente!na!mina!San!José!em!2010!deixou!33!mineiros!presos!em!uma!mina! a!688!metros!de!profundidade!no!Chile,!a!operação!de!resgate!foi!um!sucesso,!mas!o! acidente! poderia! ter! sido! evitado! se! os! trabalhadores! estivessem! realizando! o! trabalho!remotamente!através!de!robôs!tele!operados.!

Utilizando! robôs! articulados! e! transmissão! de! dados,! é! possível! a! execução! de! tarefas!com!o!monitoramento!de!operadores!especialistas!em!situações!que!exigem! tomada!de!decisão,!sem!que!ocorra!a!exposição!a!riscos,!evitando!a!ocorrência!de! acidentes!e!fatalidades.!O!lançamento!de!robôs!humanoides!tornou!mais!amigável!a! interface! direta! para! os! usuários,! o! que,! no! futuro,! poderá! proporcionar! a! popularização! dos! robôs! para! execução! de! tarefas! arriscadas! não! só! nas! fábricas,! mas!também!no!setor!de!serviços!e!no!ambiente!doméstico!(Kooijmans,!2006).!

A!teleoperação!de!robôs!ainda!apresenta!diversos!desafios!ao!operador!humano!que! devem! ser! levados! em! consideração! ao! se! projetar! interfaces! de! controle! (Chen,! 2007).! É! necessário! proporcionar! ao! usuário! informações! que! possibilitem! com! facilidade!a!percepção!do!ambiente!como!um!todo!e!a!situação!do!robô!para!que!seja! possível!a!realização!das!tarefas,!além!de!informações!específicas!para!cada!tipo!de! tarefa!e!ambiente!(Endsley,!1988).!

De! acordo! com! DeJong! (2011),! tarefas! de! teleoperação! de! robôs! podem! ser! cansativas!para!o!usuário!devido!à!necessidade!de!realizar!transformações!mentais! para! compensar! eventuais! desalinhamentos! entre! os! comandos! enviados! pelo! usuário!e!a!visualização!das!ações!realizadas!pelo!robô!tele!operado.!Tais!problemas! causam! o! aumento! da! dificuldade! para! se! realizar! a! tarefa,! e! a! queda! da! performance.!Interfaces!humanohrobô!que!utilizam!realidade!aumentada!têm!como! objetivo!tornar!as!transformações!mentais!mais!fáceis!ao!adicionar!objetos!virtuais! sobrepostos!ao!ambiente!(Dejong,!2011).!!

(20)

O! cenário! desta! pesquisa! consiste! em! interação! remota! humanohrobô! para! a! realização! de! tarefas! de! manipulação.! As! principais! metas! de! usabilidade! a! serem! almejadas!com!a!utilização!do!design!da!informação!são!a!clareza!na!disposição!das! informações!na!interface!projetada,!além!de!assegurar!uma!experiência!de!usuário! agradável!para!evitar!a!sobrecarga!cognitiva!do!operador.!!

Nesta! pesquisa! foi! especificada,! e! projetada! uma! interface,! utilizando! Realidade! Aumentada,! para! tarefas! de! manipulação,! que! tem! como! objetivo! aumentar! o! desempenho,!reduzindo!erros,!sem!causar!um!aumento!de!carga!de!trabalho!mental! do!operador!e!garantindo!uma!qualidade!de!experiência!do!usuário.!A!utilização!da! realidade! aumentada! (RA)! como! auxílio! em! operações! com! robôs! acrescenta! uma! nova! camada! de! compreensão! ao! usuário,! na! medida! em! que! insere! informações! adicionais!à!imagem!da!cena!utilizada!no!monitoramento.!Além!disso,!é!possível!que! o!operador!acompanhe!as!tarefas!executadas!e!tome!as!decisões!quando!necessário,! sem!exporhse!a!ambientes!inóspitos.!!

1.1.#Objetivos#

Para!alcançar!o!objetivo!geral!deste!trabalho!foram!traçados!também!os!objetivos! específicos!a!serem!alcançados!nesta!pesquisa.! 1.1.1.!Objetivo!Geral:!

O! objetivo! geral! desta! pesquisa! é! investigar! como! o! design! de! informação! pode! auxiliar!a!criação!de!interfaces!de!realidade!aumentada!para!interação!humanohrobô! (IHR)!com!foco!em!tarefas!de!manipulação,!visando!a!qualidade!da!experiência!do! usuário.!!

1.1.2.!Objetivos!Específicos:!

• Revisão!sistemática!da!literatura!para!coletar!recursos!de!procedimentos!de! testes! com! usuários! em! projetos! de! IHR! e! especificar! a! interface! com! o! usuário.!!

• Desenvolvimento! de! dicionário! de! elementos! gráficos! para! tarefas! de! manipulação!em!IHR.!

• Planejamento! do! cenário! de! teste! para! tarefas! de! manipulação! com! robôs! a! ser!utilizado!durante!os!testes!com!usuários.!

(21)

• Desenvolvimento! de! protótipo! com! interface! em! realidade! aumentada! utilizando!elementos!gráficos!propostos!nesta!pesquisa.!

No!capítulo!seguinte!desta!pesquisa,!é!apresentado!o!referencial!teórico!a!respeito! de! IHR,! tarefas! de! robôs,! realidades! mistas,! design! de! informação! e! elementos! do! design.! O! terceiro! capítulo! discute! a! respeito! dos! trabalhos! relacionados! a! esta! pesquisa!encontrados!na!literatura.!O!quarto!capítulo!disserta!a!respeito!de!auxílios! gráficos! em! realidade! aumentada! para! tarefa! de! manipulação,! onde! são! apresentadas!as!etapas!de!uma!tarefa!de!manipulação,!e!as!propostas!de!elementos! visuais! sugeridos! de! acordo! com! os! preceitos! do! design! da! informação.! A! metodologia! seguida! por! esta! pesquisa! é! descrita! no! quinto! capítulo,! da! implementação! do! protótipo! à! fase! de! testes! com! usuários.! O! sexto! capítulo! apresenta!os!resultados!dos!testes!com!usuários!seguida!do!último!capítulo!com!a! conclusão!desta!dissertação.!

(22)

2.#Fundamentação#Teórica#

Neste!capítulo!foram!reunidos!conceitos!pertinentes!para!compreensão!do!universo! abordado! nesta! pesquisa.! Foram! apresentadas! definições! sobre! robôs,! características! de! construção! de! tipos! de! robôs,! tipos! de! tarefas! que! robôs! são! projetados!para!executar,!e!o!conceito!de!níveis!de!automação!de!sistemas!robóticos! controlados!remotamente.!!

Foram! abordados! também! o! papel! do! operador! e! conceitos! de! interação! e! usabilidade.!Foi!apresentada!a!definição!de!interação!e!a!importância!do!processo! de! design! de! interação! que! se! preocupa! com! aspectos! referentes! ao! usuário! ao! projetar! interações! e! interfaces.! Foram! abordados! os! fatores! humanos! que! são! levados! em! consideração! neste! processo! e! definições! a! respeito! de! interação! humanohrobô!(IHR)!e!interações!humanohrobô!remota.!

Foram! apresentadas! também! definições! de! interfaces! de! realidade! mista! (mixed! reality! displays)! onde! foi! citada! a! escala! de! virtualidade! de! Milgram! (1994)! e! abordada! a! definição! de! realidade! aumentada! que! será! levada! em! consideração! nesta! pesquisa.! O! capítulo! finaliza! citando! definições! de! design! da! informação! e! elementos!gráficos!de!design!que!são!utilizados!na!criação!de!soluções!gráficas!de! design!de!interfaces.!

2.1.#Interação#

2.1.1.!Design!de!Interação! Desenvolver!dispositivos!que!sejam!fáceis,!agradáveis!de!utilizar!e!eficazes!do!ponto! de!vista!do!usuário!é!o!objetivo!do!design!de!interação!(Rogers!et.!al.,!2007),!para! que! isso! seja! atingido! é! levado! em! consideração! quem! é! o! usuário,! onde! serão! utilizados! os! sistemas! e! a! atividade! que! será! realizada.! O! design! de! interação! é! definido! por! Rogers! et.! al.! (2007)! como! "O! design! de! produtos! interativos! que! fornecem!suporte!às!atividades!cotidianas!das!pessoas,!seja!no!lar!ou!no!trabalho".!O! design! de! interação! se! preocupa! com! o! comportamento! do! usuário! e! os! produtos,! segundo! Saffer! (2010)! o! design! de! interação! é! o! facilitador! de! interações! entre!

(23)

humanos,! produtos! e! serviços! que! sejam! capazes! de! captar! o! estímulo! humano! e! promover!uma!resposta!a!esta!interação.!!

O! processo! do! design! de! interação! consiste! no! estabelecimento! de! requisitos! de! acordo!com!a!necessidade!do!usuário,!seguido!do!desenvolvimento!de!designs!para! cumprir! estes! requisitos,! implementação! das! interfaces! para! serem! testadas! e! avaliadas! durante! o! processo.! A! avaliação! leva! em! consideração! as! metas! de! usabilidade!e!a!experiência!do!usuário!(Rogers!et.!al.,!2007).!

A!definição!de!requisitos!é!útil!para!a!identificar!como!é!possível!prestar!auxílio!ao! usuário! para! a! melhor! realização! da! tarefa! pretendida! (Rogers! et.! al.! 2007).! Os! requisitos! são! um! conjunto! de! declarações! sobre! o! produto! que! é! pretendido! projetar,! detalhando! o! que! o! produto! deve! fazer,! e! como! deve! ser! operado.! Pode! indicar!também!limitações!do!sistema.!A!finalidade!do!estabelecimento!de!requisitos! é!tornar!os!objetivos!do!projeto!claros!e!sem!ambiguidades.!

Após!a!geração!de!alternativas!de!design!para!atender!aos!requisitos,!deve!ocorrer!a! prototipação!da!interface!interativa!e!em!seguida!é!necessário!avaliar!a!usabilidade! de! um! produto.!A! importância! de! realizar! testes! de! usabilidade! com! usuários! é! destacada! por! Nielsen! (1994)! como! uma! ferramenta! para! levantar! informações! sobre! como! o! usuário! utiliza! determinado! sistema! e! quais! são! os! reais! problemas! encontrados! por! eles.! Nielsen! destaca! também! que! testes! de! usabilidade! devem! utilizar!um!determinado!grupo!de!usuários!para!realizar!tarefas!iguais,!uma!vez!que! um! grupo! diferente! de! usuários! a! realizar! tarefas! diferentes! podem! apresentar! resultados!de!usabilidade!distintos!para!um!mesmo!sistema.! A!avaliação!de!usabilidade!existe!para!assegurar!a!facilidade!de!utilização!de!forma! eficiente!e!agradável!ao!usuário!(Rogers!et.!al.!2007).!Rogers!et.!al!(2007)!destacam! seis!pontos!que!devem!ser!levados!em!consideração!na!usabilidade!de!um!produto,! eficácia,!eficiência,!segurança,!utilidade,!facilidade!de!aprendizagem!e!facilidade!de! lembrança!de!como!se!utiliza!o!produto.!! O!procedimento!dos!testes!de!usabilidade!deve!ser!previamente!planejados!para!se! certificar!de!que!o!objetivo!do!teste!esteja!claro!e!o!planejamento!de!acordo!com!a! necessidade!(Nielsen,!1994).!O!local!e!os!equipamentos!dos!testes!também!devem!

(24)

ser!controlados,!assim!como!é!importante!o!planejamento!de!quanto!tempo!durará! cada!seção!de!teste.!

De! acordo! com! DeJong! (1994),! tarefas! de! teleoperação! de! robôs! podem! ser! cansativas!para!o!usuário!devido!a!necessidade!de!realizar!transformações!mentais! para!compensar!eventuais!desalinhamentos!entre!os!comandos!que!o!usuário!envia! e!a!visualização!das!ações!do!robô!tele!operado,!causando!o!aumento!da!dificuldade! para! se! realizar! a! tarefa,! e! a! queda! no! desempenho.! Interfaces! humanohrobô! que! utilizam!realidade!aumentada!têm!como!objetivo!tornar!as!transformações!mentais! mais!fáceis!ao!adicionar!objetos!virtuais!sobrepostos!ao!ambiente!(DeJong,!1994).!

Por! ser! potencialmente! cansativas! de! utilizar,! as! interfaces! de! interação! humanoh robô!remotas!podem!ser!avaliadas!quanto!à!carga!de!trabalho!que!necessitam!que!o! usuário! exerça,! denominado! esforço! cognitivo.! Sanders! e! McCormick! (1998)! definem! esforço! cognitivo! como! "a! medida! da! quantidade! de! processamento! de! informação! exigida! de! um! indivíduo! para! executar! uma! determinada! tarefa".! A! NASA! desenvolveu! um! questionário! que! vem! sendo! utilizado! por! mais! de! duas! décadas! para! estimar! informações! referentes! a! carga! de! trabalho! exigida! do! operador!para!execução!de!uma!determinada!tarefa,!denominado!NASAhTask!Load! Index!(Hart,!2006).!

Uma!vez!que!o!usuário!não!se!encontra!no!mesmo!ambiente!que!o!robô!durante!a! teleoperação,! existe! a! necessidade! de! promover! ao! usuário! a! ciência! da! situação! durante!a!execução!da!tarefa.!Endsley!et.!al.!(1998)!definiu!consciência!situacional! (situational) awareness)! como! "a! percepção! dos! elementos! do! ambiente! dentro! de! um!volume!de!tempo!e!no!espaço,!compreensão!do!significado!destes!elementos,!e!a! projeção!da!situação!em!futuro!próximo".!!

Além! das! variáveis! subjetivas,! variáveis! quantitativas! também! são! sugeridas! por! Steinfeld! et.! al.! (2006)! como! tempo! para! conclusão! de! tarefas,! número! de! erros! e! colisões! para! avaliar! eficiência! e! eficácia.! Steinfeld! et.! al.! (2006)! destacam! a! importância! de! escolher! os! critérios! de! avaliação! para! interação! humano! robô! de! acordo!com!a!natureza!da!tarefa!a!ser!executada.!

(25)

2.1.2.!Interação!Humanohrobô!

A! interação! humanohrobô! pode! ser! classificada! em! duas! categorias,! interações! remotas! e! interações! próximas! (Goodrich! &! Shultz,! 2007).! Segundo! Goodrich! e! Shultz!(2007)!na!interação!remota!o!humano!e!o!robô!não!se!encontram!no!mesmo! local,!podendo!estar!separados!não!só!espacialmente,!mas!também!temporalmente.! Já!as!interações!próximas!acontecem!quando!o!humano!e!o!robô!se!encontram!no! mesmo!local,!interagindo!diretamente.!

Para! acontecer! interação! é! necessário! que! haja! comunicação! entre! o! humano! e! o! robô.! Em! interações! próximas,! a! comunicação! acontece! diretamente,! já! nas! interações!remotas!são!necessários!meios!de!comunicação!para!conectar!o!robô!e!o! humano,! para! que! sejam! transmitidas! informações! enviadas! pelo! robô,! e! os! comandos!ou!mensagens!do!humano!ao!robô.!!

Segundo! Goodrich! e! Shultz! (2007),! o! desafio! de! IHR! é! "compreender! e! modelar! interações! entre! um! ou! mais! humanos! e! um! ou! mais! robôs".! Para! solucionar! tal! problema! eles! indicam! cinco! atributos! a! ser! alterados! pelo! designer! que! tem! impacto! na! IHR:! Nível! de! comportamento! da! autonomia;! natureza! da! troca! de! informação;!estrutura!do!time;!adaptação,!aprendizagem!e!treinamento!do!humano! e!do!robô;!e!natureza!da!tarefa.!!

O! nível! de! comportamento! da! autonomia! consiste! na! automação! que! o! robô! será! dotado!para!executar!a!tarefa.!A!natureza!da!troca!da!informação!é!a!preocupação! com!a!forma!como!ocorrerá!a!comunicação!entre!o!humano!e!robô.!A!estrutura!do! time!pode!ser!mista!entre!humanos!e!robôs,!e!pode!ser!composta!apenas!por!robôs.! Robôs!podem!ser!projetados!para!aprender!com!humanos!a!realizar!tarefas,!e!por! outro!lado,!também!existe!a!necessidade!do!operador!humano!aprender!as!formas! de!interações!necessárias!para!executar!tarefas!com!robôs.!A!natureza!da!tarefa!é!o! conjunto!de!características!e!desafios!específicos!para!se!realizar!um!tipo!de!tarefa,! por! exemplo,! uma! tarefa! de! navegação! tem! exigências! diferentes! de! uma! tarefa! social,!resultando!em!soluções!diferentes!para!o!robô.!

(26)

2.1.3.!Interação!Humanohrobô!Remota!

Na!teleoperação,!o!operador!envia!comandos!para!controlar!o!robô,!e!toma!decisões! baseadas! na! informação! enviada! pelo! robô! que! é! organizada! pelo! sistema! para! o! usuário.! O! ciclo! da! interação! do! humano! e! robô! em! um! sistema! de! teleoperação! consiste!em!tomadas!de!decisões!(Sheridan,!2011)!onde!o!humano!decide!a!ação!e! define! também! exatamente! como! ela! deverá! ser! executada! pelo! robô,! conforme! representado!na!figura!1.!!

Figura#1.#Ciclo#de#interação#humanoVrobô#remota.#

#

O! usuário! e! o! robô! se! comunicam! através! do! sistema! de! teleoperação! para! trocar! informações,! o! robô! envia! informações! do! ambiente! captadas! pelos! sensores! que! serão! apresentadas! ao! usuário! no! dispositivo! de! saída.! Baseado! nas! informações! recebidas!o!usuário!toma!decisões!e!envia!ao!robô!através!do!dispositivo!de!entrada! qual!tarefa!executar!e!de!que!forma.!O!robô!executa!a!tarefa!conforme!instruída!pelo! usuário! com! os! atuadores! nele! equipados! e! envia! novamente! informações! do! ambiente!para!o!usuário!e!o!ciclo!se!reinicia.!

Chamamos! de! entrada! o! modo! como! o! usuário! envia! os! comandos! ao! sistema.! Existem!tecnologias!de!sensores!e!dispositivos!que!podem!ser!utilizadas!para!que!o! usuário! envie! comandos! para! teleoperar! robôs,! podendo! ser! através! de! um! dispositivo! como! um! teclado! ou! por! tecnologias! de! reconhecimento! de! gestos,! ou! comandos!sonoros!por!voz,!a!exemplo!do!estudo!de!Green!et.!al!(2009).!!

Hinckley! e! Wigdor! (2008)! destacam! a! importância! de! designar! o! dispositivo! de! entrada! adequado! de! acordo! com! a! interação! proposta,! e! como! é! importante! observar!a!forma!como!o!usuário!executa!a!interação!para!fazer!tal!escolha,!uma!vez!

(27)

que! formas! diferentes! de! entrada! de! dados! possuem! características! que! vão! se! adequar!a!uma!situação.!Mas!que!não!necessariamente!será!a!melhor!solução!para! outras,! por! exemplo,! um! teclado! numérico! pode! ser! uma! solução! adequada! para! digitar! números! de! telefone,! mas! pode! não! ser! tão! adequada! para! digitação! de! textos.! Foram! consideradas! como! saída! no! ciclo! de! interação! a! forma! como! a! informação! enviada! ao! robô! é! organizada! e! apresentada! ao! usuário.! Em! qual! dispositivo! será! apresentado,! com! qual! grau! de! realidade! e! a! forma! como! serão! organizadas!as!informações!enviadas!pelo!robô,!por!exemplo,!um!robô!pode!enviar! dados!de!vídeo!comum!capturados!por!uma!câmera,!e!combinar!dados!de!sensores! de! calor,! unindo! as! duas! informações! para! exibir! ao! usuário! em! apenas! uma! imagem.!!

2.2.#Robôs#Teleoperados#

Robôs!operados!remotamente!funcionam!como!executores!de!ações!enviadas!pelo! operador! humano,! nesta! situação! operador! avalia! o! cenário! em! que! o! robô! se! encontra,! toma! as! decisões! e! envia! instruções! detalhadas! através! do! sistema! para! que!o!robô!realize!as!instruções!no!ambiente!que!se!encontra!(Sheridan,!1978).!Em! um! sistema! tele! operado,! o! robô! é! responsável! por! coletar! informações! sobre! o! ambiente! a! serem! enviadas,! interpretadas! e! organizadas! pelo! sistema! para! serem! exibidas!para!o!operador.!!

Sensores! são! utilizados! pelo! robô! com! o! objetivo! de! captar! essas! informações,! câmeras! de! vídeo,! sensores! de! temperatura,! de! movimento,! são! exemplos! de! sensores! que! podem! ser! equipados! no! robô! para! oferecer! essas! informações! ao! sistema!e!ao!operador.!Além!dos!sensores!que!tem!o!papel!de!coletar!e,!através!de! um!transmissor,!enviar!informações,!as!partes!do!robô!responsáveis!pela!interação! direta! com! o! ambiente! são! chamadas! de! atuadores.! Garras! robóticas,! rodas! e! sucçores! a! vácuo! são! exemplos! de! atuadores! que! podem! ser! utilizados! na! composição!de!robôs.!Em!um!robô!tele!operado,!o!operador!controla!diretamente!o! funcionamento! dos! atuadores,! dando! instruções! detalhadas! que! serão! executadas! pelo!robô!(Sheridan,!1978).!

(28)

O! robô! pode! ser! controlado! por! um! ou! mais! operadores! (Goodrich,! 2007),! que! podem!dividir!o!controle!do!robô!por!tipo!de!operação.!Um!robô!que!é!capaz!de!se! deslocar! e! manipular! objetos! pode! ter! dois! operadores! por! exemplo,! um! para! controlar!o!deslocamento!do!robô,!e!outro!para!executar!tarefas!de!manipulação.!!

2.2.1.!Tarefas!de!robôs!

Steinfeld! et.! al.! (2006)! definiram! cinco! tipos! de! tarefas! robóticas! —! navegação,! percepção,! gerenciamento,! social! e! manipulação! —! com! o! objetivo! de! sugerir! métricas! para! avaliação! de! performance! de! acordo! com! a! natureza! das! tarefas.! A! tarefa!de!navegação!se!aplica!a!robôs!móveis!e!para!executar!essa!tarefa!o!usuário! necessita! saber! onde! o! robô! se! encontra,! onde! deve! ir! e! como! deve! chegar! neste! destino.! A! tarefa! de! percepção! é! definida! como! a! atividade! de! compreensão! do! ambiente!remoto!e!é!necessária!a!compreensão!da!informação!enviada!por!sensores! de!acordo!com!o!contexto!em!que!o!robô!se!encontra,!a!exemplo!de!atividades!de! vigilância!e!reconhecimento!de!alvos.!

Foram!consideradas!atividades!de!navegação!as!decisões!que!envolvem!locomoção! de! robôs,! como! escolha! de! trajetória! e! desvios! de! obstáculos.! Tarefas! de! gerenciamento!são!definidas!por!Steinfeld!et.!al.!(2006)!como!atos!de!coordenação! de!ações!executadas!por!humanos!e!robôs!que!envolve!compreensão!das!aptidões! de! cada! membro! da! equipe,! reconhecimento! de! problemas! e! coordenação! para! realização! da! intervenção.! Um! exemplo! de! uma! atividade! de! gerenciamento! de! robôs!seria!a!decisão!do!sistema!de!enviar!um!robô!de!escavação!para!auxiliar!um! robô! de! navegação! para! limpar! uma! área! de! dejetos! para! que! o! outro! robô! possa! transitar.!!

Tarefas!sociais!consistem!em!interações!sociais!através!de!interpretação!de!sinais!e! comandos! verbais,! reconhecimento! do! usuário! e! demonstração! de! competências! sociais,! um! exemplo! de! robô! que! realiza! atividades! sociais! seria! um! robô! de! assistência!em!saúde!conduzir!um!diálogo!com!um!humano!para!lembráhlo!de!tomar! uma!medicação!no!horário!certo.!

Steinfeld! et.! al.! (2006)! entende! por! tarefas! de! manipulação! como! a! interação! do! robô! com! o! ambiente,! não! apenas! através! do! manuseio! direto! ao! segurar! objetos,!

(29)

mas! também! empurráhlos! e! soltáhlos! por! exemplo.! Ele! propõe! duas! métricas! para! avaliação! de! tarefas! de! manipulação! de! acordo! com! a! natureza! da! tarefa:! nível! de! cálculo!mental!e;!quantidade!de!contatos!de!erro,!a!necessidade!do!usuário!de!fazer! previsões! mentalmente! a! respeito! da! tarefa,! utilizando! memória! de! longo! e! curto! prazo! impacta! no! nível! de! cálculo! mental! que! o! usuário! terá! que! fazer.! Colisões! acidentais!durante!tarefas!de!manipulação!são!uma!forma!de!avaliar!o!desempenho! do! usuário! segundo! Steinfeld,! a! capacidade! de! prevenir! colisões! dependerá! da! compreensão!da!situação!pelo!usuário.!! 2.2.2.!Automação1_! O!nível!de!automação!diz!respeito!ao!quanto!o!robô!pode!ou!não!tomar!decisões!e! executar!ações!sem!ajuda!de!um!operador.!!Sheridan!definiu!esse!conceito!em!uma! escala!de!níveis!de!automação!(Sheridan,!1978)!com!10!variações!de!automação!que! vão!de!um!sistema!completamente!autônomo!até!um!tele!operado!(quadro!1).! Nível!1! O!operador!humano!faz!a!tarefa!e!envia!para!o!computador!para! implementar.!! Nível!2! O!computador!ajuda!na!determinação!das!opções.! Nível!3! O!computador!ajuda!a!determinar!e!sugere!opções.!O!operador!humano! pode!optar!por!seguir!a!recomendação.! Nível!4! O!computador!seleciona!a!ação!e!o!operador!humano!decide!se!deve!ou! não!ser!executada.! Nível!5! O!computador!seleciona!a!ação!e!a!implementa!se!o!operador!humano! aprovar!a!ação.! Nível!6! O!computador!seleciona!a!ação!e!informa!ao!operador!humano,!caso!o! operador!deseje!cancelar!a!ação.! Nível!7! O!computador!executa!toda!a!ação!e!informa!ao!operador!humano!o!que! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! 1_{!Nesta!dissertação,!é!utilizada!a!nomenclatura!automação!de!acordo!com!o!autor!Sheridan,!2011.!} 2_{!De!acordo!com!as!recomendações!de!Keele,!a!revisão!sistemática!da!literatura!foi!}

(30)

fez.! Nível!8! O!computador!executa!a!ação!e!informa!ao!operador!humano!apenas!se! o!operador!solicitar.! Nível!9! O!computador!executa!a!ação!quando!informado!e!informa!ao!operador! humano!apenas!se!o!computador!decidir!que!deve!informáhlo.! Nível!10! O!computador!faz!a!ação,!se!ele!decidir!que!deve!ser!feito.!O!computador! informa!ao!operador!humano!apenas!se!decidir!que!o!operador!deve!ser! informado.! Quadro#1.#Níveis#de#automação#em#sistemas#segundo#Sheridan#(1978).# Posteriormente!Sheridan!(2011)!compilou!frameworks!que!flexibilizam!essa!escala,! citando! o! conceito! de! autonomia! adaptativa,! que! consiste! em! dividir! em! quatro! etapas! de! processamento! da! informação! no! sistema! que! se! inicia! na! aquisição! da! informação! necessária! para! executar! a! ação,! seguida! da! análise! da! informação,! e! posteriormente! na! tomada! de! decisão! de! qual! ação! escolher! e! finalmente! na! execução!final!desta!ação!escolhida!(Parassuraman,!2000).!Na!autonomia!adaptativa! existe!a!presença!de!um!agente!alocador!de!autoridade!que!tem!a!função!de!passar!a! responsabilidade!do!robô!para!o!humano!e!vicehversa,!de!acordo!com!a!necessidade! da!tarefa!(Parassuraman,!2000).!

A! teleoperação! acontece! quando! todas! as! quatro! etapas! de! processamento! de! informação! são! alocadas! ao! humano! operador.! Cada! uma! dessas! etapas! pode! apresentar!um!nível!diferente!de!automação.!Um!robô!que!executa!mais!de!um!tipo! de! tarefa! pode! ter! algumas! tarefas! tele! operadas! e! outras! autômatas! variando! em! todas!as!etapas!do!processamento!de!informação!como!ilustrado!na!figura!2.!!

(31)

Figura#2.#Níveis#de#automação#da#aquisição#de#informação#para#funções.#Uma#tarefa# semiVautômata#e#uma#tarefa#tele#operada#são#exemplificadas#nas#escalas#de#cada#

etapa.#Adaptado#de#Parassuraman#et.#al.#(Parassuraman,#2000).#

!

Na! tarefa! de! navegação! semihautômata! representada! na! figura! 2! ! o! operador! escolheu!o!destino!dentre!as!opções!oferecidas!em!um!mapa!enviado!pelo!robô!ao! sistema,!o!robô!por!sua!vez!executa!a!ação!escolhendo!o!trajeto!até!o!local.!A!tarefa! de!manipulação!por!outro!lado!é!completamente!tele!operada,!cabendo!ao!operador! tomar! as! decisões! durante! o! processo.! Segundo! Parassuraman! para! se! decidir! o! nível! de! automação! de! cada! tarefa! é! necessário! a! análise! da! performance! do! operador! humano! e! com! esses! dados! decidir! quais! etapas! das! tarefas! devem! ser! autômatas!e!em!qual!nível,!e!quais!devem!ser!alocadas!ao!operador!humano.!

2.3.#Realidades#Mistas#

O!conceito!de!realidades!mistas!(Mixed)reality)!é!definido!por!Young!et.!al.!(2011)! como! a! exibição! de! objetos! reais! e! virtuais! em! um! único! ambiente! de! interação,! independente! da! tecnologia! que! é! utilizada! para! tal.! A! proporção! de! elementos! virtuais! ou! reais! expostos! em! uma! interface! de! realidade! mista! pode! variar! entre! uma!maior!exibição!de!elementos!reais!ou!virtuais.!

A! informação! exibida! ao! usuário! pode! ser! reproduzida! de! diversas! formas! no! que! diz!respeito!ao!nível!de!realidade!das!imagens.!Milgram!e!Kishino!(1984)!definiram! uma! taxonomia! a! respeito! de! interfaces! de! realidades! mistas! e! representou! a!

(32)

variação!de!realidade!em!uma!escala.!A!extremidade!à!direita!da!escala!representa!a! realidade!virtual,!enquanto!na!extremidade!oposta!está!o!ambiente!real!(Figura!3).!!

Uma!vez!que!no!contexto!de!IHR!remota!o!robô!e!o!humano!nunca!se!encontrarão! no!mesmo!ambiente,!o!ambiente!mais!real!possível!é!o!enviado!pelo!robô!ao!usuário,! a! exemplo! de! interfaces! vídeohcêntricas! identificadas! na! literatura.! Os! tipos! de! interface!de!IHR!remota,!identificados!na!literatura,!estão!localizados!na!escala!de! Milgram,!como!na!Figura!3.!O!nível!de!realidade!necessário!para!se!executar!tarefas! deve!ser!definido!no!processo!de!projeto!da!interface!remota,!Goodrich!and!Schultz! apontaram! a! fusão! da! informação! exibida! como! uma! possível! solução! para! promover!sensação!de!presença!ao!operador!do!robô!em!interações!remotas.!#

Figura#3.#Escala#de#virtualidade#de#Milgram#(1984)#e#a#localização#das#interfaces#de# interação#humanoVrobô#remota#identificadas#na#literatura.#

!

Interface! Vídeohcêntrica! é! aquela! que! tem! como! elemento! central! de! atenção! do! usuário! a! transmissão! de! vídeo! enviado! pelo! robô,! e! pode! ou! não,! ser! complementado! por! mais! informações! adjacentes! dispostas! de! forma! separada! ao! vídeo,!ou!seja,!não!integrada.!Esse!tipo!de!interface!pode!ser!usada!como!unidade!de! comparação!para!interfaces!da!escala!da!virtualidade!de!Milgram,!por!não!sobrepor! elementos!virtuais!e!ser!composta!de!informações!de!vídeo!do!ambiente!real.!!

Interfaces! de! realidade! aumentada! (RA)! foram! definidas! por! Azuma! (1997)! pela! coexistência! de! objetos! reais! e! virtuais! em! um! ambiente! real,! de! forma! alinhada! entre! si! e! funcionando! de! forma! interativa! em! tempo! real.! Em! IHR! remota,!

(33)

elementos! de! RA! são! recursos! que! podem! auxiliar! o! usuário! a! realizar! tarefas! de! teleoperação!de!robôs.!Ao!auxiliar!a!representação!da!profundidade!para!o!usuário,! interfaces!de!RA!podem!reduzir!a!taxa!de!colisão.!!

Interfaces!de!virtualidade!aumentada!são!definidas!por!Milgram!&!Kishino!(1984)! como! ambientes! virtuais! inseridos! de! elementos! reais.! Interfaces! com! essas! características! foram! utilizadas! em! Sanguino! (2014)! e! em! Nielsen! (2007)! com! o! objetivo! de! auxiliar! a! navegação! de! robôs,! streaming! de! vídeo! enviados! pelo! robô! foram! inseridos! em! posição! relativa! em! um! ambiente! virtual! com! representações! virtuais!do!mapa!relativos!ao!ambiente!onde!o!robô!se!encontra!(Figura!4).!

Figura#4.#Interfaces#com#Virtualidade#aumentada## para#teleoperação#de#robôs#móveis#(Nielsen,#2007).#

!

A! composição! de! uma! interface! apenas! por! elementos! virtuais,! sem! que! haja! inserção!de!imagens!ou!elementos!reais,!é!denominada!realidade!virtual!(Milgram!&! Kishino,! 1994).! Em! teleoperação! de! robôs! podehse! reconstruir! o! ambiente! que! o! robô! se! encontra! virtualmente! através! de! dados! enviados! pelo! robô.! Livantino,! (2010)! desenvolveu! uma! interface! de! teleoperação! baseada! em! informações! de! laser! enviadas! pelo! robô! para! renderizar! o! ambiente! virtualmente! em! realidade! virtual,! e! exibir! ao! usuário! com! o! objetivo! de! realizar! tarefas! de! navegação!! (Figura!5).!Com!este!recurso!foi!possível!diminuir!o!tempo!de!atraso!da!exibição!do! ambiente!do!robô,!uma!vez!que!enviar!o!vídeo!do!ambiente!causava!mais!atraso!no! envio!da!informação!do!robô!para!o!usuário.!

(34)

Figura#5.#Interface#de#teleoperação#com#realidade#virtual#baseada#em#informações#de# laser#enviadas#pelo#robô,#o#usuário#e#a#imagem#do#mapa#virtual#visualizado#

(Livantino,#2010).#

! !

As! interfaces! que! utilizam! elementos! virtuais! na! sua! composição! se! utilizam! de! elementos!visuais!que!vão!de!formas!simples!como!um!ponto,!ou!um!pixel,!passando! por!linhas!criadas!digitalmente!até!objetos!3D!complexos.!O!design!de!informação!é! um! recurso! que! pode! ser! utilizado! para! tomar! decisões! sobre! a! inserção! destes! elementos!virtuais!nas!interfaces!mistas.!

2.4.#Design#de#Informação#

Nesta! pesquisa,! serão! utilizadas! técnicas! visuais! do! design! da! informação! para! organizar! e! transmitir! de! forma! objetiva! ao! usuário! as! informações! necessárias,!! proporcionando!compreensão!da!situação!do!robô!e!tomada!de!ação!adequada!em! um! ambiente! remoto.! Segundo! o! International! Institute! for! Information! Design! (IIID),!"design!de!informação!é!a!definição,!planejamento!e!formatação!de!conteúdo! de! uma! mensagem! e! do! ambiente! na! qual! é! apresentado,! com! a! intenção! de! satisfazer!a!necessidade!de!informação!dos!destinatários!pretendidos"!(IIID,!s.d.).!!

De! acordo! com! Horn! (1999)! o! que! diferencia! o! design! de! informação! é! ter! como! objetivo! eficiência! e! eficácia! na! transmissão! de! informações! para! o! usuário,! com! soluções! de! compreensão! fácil! e! precisa.! Horn! explica! também! que! o! design! de! informação! pode! promover! a! localização! das! pessoas! em! espaços! tridimensionais,! não! apenas! no! espaço! urbano,! mas! também! em! ambientes! virtuais.! A! mensagem! enviada! ao! destinatário,! na! interface! de! controle! remoto! de! robôs! em! realidade!

(35)

aumentada,! consiste! na! composição! do! vídeo! enviado! pelo! robô! e! os! elementos! gráficos!integrados!a!ela!para!compor!a!interface.!!

2.4.1.!Elementos!Básicos!da!Comunicação!Visual!

Antes! de! definir! os! recursos! que! serão! utilizados! para! o! desenvolvimento! da! interface! serão! apresentados! a! seguir! definições! de! elementos! visuais! necessários! para! a! compreensão! das! tomadas! de! decisões! no! processo! de! design! da! interface.! Ponto,!linha,!forma,!direção,!tom,!cor,!textura,!dimensão,!escala!e!movimento!são!os! elementos! básicos! listados! por! Dondis! (1997),! todos! esses! elementos! que! serão! utilizados!de!alguma!forma!para!compor!a!interface.!Foi!acrescentada!a!essa!lista!de! elementos! o! conceito! de! transparência! como! um! novo! fator! descrito! por! Lupton,! uma! vez! que! também! será! utilizado! este! recurso! visual! no! desenvolvimento! do! protótipo!desta!dissertação.!

2.4.1.1.!Ponto,!Linha!e!Forma!

O! ponto! é! o! elemento! reconhecido! como! pequeno,! segundo! Wong! (1998)! ele! é! representado!na!maioria!das!vezes!por!um!círculo,!mas!também!pode!se!apresentar! em!outras!formas!reduzidas!como!quadrado!ou!triângulos.!Dondis!(1997)!menciona! o! fato! de! dois! pontos! serem! úteis! para! medir! o! espaço! no! ambiente,! os! pontos! se! ligam! na! visão! com! capacidade! de! dirigir! o! olhar.! Lupton! (2008)! afirma! que! uma! série! de! pontos! forma! uma! linha,! uma! série! infinita! de! pontos.! A! linha! é! um! elemento!decisivo!segundo!Dondis!(1997),!e!tem!propósito!e!direção.!Linhas!podem! ser! utilizadas! para! destacar! a! fronteira! entre! formas,! formando! contornos! em! imagens!que!não!possuem!separação!clara!entre!elementos!(Lupton,!2008).!!

Formas!e!planos!são!criados!através!do!conjunto!de!linhas,!segundo!Lupton,!forma! são! planos! com! limites.! Esses! elementos! básicos! serão! úteis! na! geração! de! interfaces,!o!contorno!auxilia!em!situações!em!que!o!contraste!entre!os!elementos! gráficos!e!o!background!é!insuficiente!para!a!compreensão!da!cena,!situação!possível! de!ocorrer!com!elementos!gráficos!em!realidade!aumentada.! 2.4.1.2.!Direção! A!direção!de!uma!forma!tem!relação!direta!a!posição!relativa!a!do!observador,!com! os!limites!do!enquadramento!em!que!está!inserido!ou!com!os!demais!elementos!que!

(36)

estão! no! entorno! (Wong,! 1998).! Segundo! Wong! (1998),! três! direções! básicas! são! associadas!a!elementos!gráficos!básicos,!a!forma!do!quadrado!é!associada!ao!vertical! e! horizontal,! ao! formato! do! triângulo! se! faz! associação! a! direções! diagonais! e! a! forma!do!círculo!se!associa!à!curva.!Os!arcos!são!fragmentos!de!círculos!de!acordo! com!Wong!e!também!se!associamhse!a!direções!curvas.!

2.4.1.3.!Cor!

Uma! cor! pode! ser! caracterizada! por! três! elementos,! matiz,! intensidade! e! luminosidade.! A! compreensão! destes! atributos! ajuda! na! tomada! de! decisões! em! escolha! de! cores! adequadas! a! um! projeto.! A! matiz! diz! respeito! ao! local! da! cor! no! interior!do!espectro,!a!luminosidade!pode!ser!chamada!também!de!valor!ou!tom,!e! quantifica!quão!clara!ou!escura!a!cor!é,!e!intensidade!diz!respeito!a!saturação!da!cor,! sendo!cores!de!alta!intensidade!cores!vivas!e!fortes,!e!de!baixa!intensidade!quando! se!aproximam!de!tons!acinzentados!(Lupton,!2008).!!

A!percepção!da!cor!é!afetada!pela!intensidade!e!cor!da!luz!no!ambiente!em!que!o! objeto! se! encontra,! e! também! pelas! cores! em! torno! dela! (Lupton,! 2008).! As! telas! atuais! são! capazes! de! reproduzir! cores! com! saturação! mais! elevadas! em! comparação!com!as!cores!que!existem!no!meio!ambiente,!que!costumam!ter!menor! saturação.!A!cor!pode!ser!utilizada!como!um!recurso!para!garantir!contraste!entre! os!elementos,!tornando!a!definição!dos!limites!claros!entre!eles.!

A!escolha!da!cor!deve!ser!feita!observando!os!três!fatores!que!a!compõem:!matiz,! intensidade! e! luminosidade.! Evitar! composições! que! acidentalmente! gerem! difícil! visualização!dos!elementos!por!falta!de!contraste!entre!as!cores!adjacentes!também! deve!ser!uma!preocupação!no!momento!da!escolha!das!cores.!A!utilização!de!cores! com! valores! e! intensidades! contrastantes,! por! exemplo,! é! um! recurso! útil! para! destacar!os!limites!das!formas!em!cores!próximas!(Lupton,!2008).!Por!outro!lado,! utilizar!cores!de!matizes!diferentes,!mas!com!luminosidade!semelhante!pode!gerar! ambiguidades! nos! limites! das! formas,! dificultando! a! compreensão! do! usuário! de! onde!começa!uma!forma,!e!termina!a!outra.!

(37)

2.4.1.4.!Transparência!

A! transparência! permite! a! organização! de! elementos! bidimensionais! em! camadas,! sobrepostos.!Um!elemento!parcialmente!transparente!sobre!um!fundo!branco!pode! ficar!pouco!visível,!mas!se!sobreposto!a!uma!imagem!de!tons!mais!escuros!tornahse! mais!fácil!de!visualizar,!criando!a!ilusão!da!existência!de!planos!sobrepostos!em!uma! imagem! bidimensional! (Lupton,! 2008).! O! elemento! com! transparência! criará! a! impressão!visual!de!que!se!encontra!acima!da!imagem!escura,!apesar!de!se!tratar!de! uma! imagem! 2D.! A! transparência! permite! a! exibição! e! fusão! de! duas! imagens! em! uma!só!composição.!Em!interfaces!remotas!com!RA!quando!um!elemento!virtual!é! inserido!sobre!a!imagem!real!correhse!o!risco!de!ocultar!outras!áreas!de!interesse!do! usuário.! A! fusão! dos! elementos! virtuais! e! imagens! reais! com! transparências! que! confiram!legibilidade!são!uma!alternativa!para!evitar!este!problema.!

2.4.1.4.!Textura!

A!textura!é!um!elemento!visual!que!substitui!o!tato!segundo!Dondis!(1997),!mas!que! pode!também!ser!reconhecida!também!pela!visão,!através!dos!padrões!visuais!que! elas!geram.!Texturas!podem!ser!reais!de!um!material!ou!também!podem!ser!geradas! digitalmente.! Uma! textura! não! necessariamente! precisa! ser! tátil! para! existir,! pode! ser!apenas!visual,!através!da!justaposição!de!padrões,!a!exemplo!de!uma!foto!que! reproduz! uma! grama,! apesar! de! não! existir! a! textura! tátil,! o! objeto! é! reconhecido! através!da!textura!visual!que!ele!gera!(Lupton,!2008).!Formas!geométricas!também! podem! compor! uma! textura! visual,! múltiplos! círculos! sobrepostos! criados! em! um! programa!de!criação!gráfica!podem!gerar!uma!textura!que!se!assemelha!a!confetes,! mas!foram!geradas!artificialmente.! No!contexto!de!uma!interface!com!RA!remota,!as!texturas!dos!materiais!exibidos!no! streaming!de!vídeo!enviado!para!o!usuário!auxiliarão!na!compreensão!dos!materiais! que!compõem!o!ambiente!por!associação!aos!materiais!reais.!O!excesso!de!textura! por!outro!pode!causar!problemas!de!legibilidade!em!elementos!da!interface,!devido! ao!excesso!de!ruído!e!variações!tonais!entre!as!cores!da!textura.!!

(38)

2.4.1.6.!Escala!

De! acordo! com! Lupton! (2008),! a! escala! pode! ser! tanto! as! dimensões! reais! de! um! objeto! quanto! ser! a! correlação! entre! as! dimensões! reais! e! as! da! representação! gráfica,!como!em!um!mapa,!por!exemplo.!O!contexto!em!que!o!objeto!ou!elemento! visual! se! encontra! causa! impacto! na! percepção! da! escala,! uma! vez! que! elementos! representados! em! tamanho! reduzido! do! real! devem! ser! representados! de! forma! proporcional!entre!si,!a!fim!de!manter!a!escala.!

A! imagem! de! um! vídeo! enviado! por! um! robô! pode! criar! ilusões! de! escalas! com! distorções! de! lentes,! o! que! pode! atrapalhar! o! usuário! na! compreensão! da! cena.! A! escala!da!representação!de!objetos!pode!ser!alterada!quando!exibida!em!um!vídeo,!e! resultar!em!um!tamanho!reduzido!ao!ponto!de!causar!dificuldade!de!visualização!ao! usuário.!Uma!interface!de!teleoperação!de!robôs!para!tarefas!de!manipulação!pode! lidar! com! objetos! pequenos,! que! ficarão! ainda! menores! quando! exibidos! no! vídeo! por! conta! da! alteração! da! escala,! cabe! então! a! interface! compensar! essa! redução! através!de!elementos!gráficos!que!auxiliem!o!usuário!na!visualização!destes!objetos,! mesmo!quando!representados!de!maneira!reduzida.!

2.4.1.7.!Dimensão!

Quando!representados!em!imagens!bidimensionais,!a!dimensão!é!fator!que!depende! da!ilusão!que!pode!ser!alcançada!com!representação!em!perspectiva!dos!elementos! segundo! Dondis! (1997).! Objetos! em! realidade! aumentada! quando! colocados! graficamente! sobre! objetos! que! deveriam! estar! à! frente! deles! atrapalham! na! contextualização! relativa! das! dimensões! dos! objetos! reais! e! virtuais! da! cena! (Furmanski,! 2002),! gerando! uma! perspectiva! ambígua,! causando! problemas! de! percepção!das!dimensões!.!

2.4.2.!Legibilidade!

A! legibilidade! de! uma! mensagem! gráfica! é! determinada! pela! qualidade! técnica! do! design! do! texto! e! figuras! que! o! compõe! segundo! Petterson! (2007).! O! design! da! informação! tem! uma! preocupação! com! a! clareza! do! material! gráfico,! para! isso,! é! necessário! que! ele! seja! claro,! simples,! não! apresente! ambiguidades! e! que! esteja!

(39)

integrado!ao!contexto!de!uma!forma!transparente!para!o!usuário,!ou!seja,!de!fácil! compreensão.!!

Pettersson!também!afirma!que!para!garantir!a!legibilidade,!é!preciso!que!o!conteúdo! se!destaque!claramente!em!relação!ao!background.!Em!uma!interface!de!realidade! aumentada! para! interação! humanohrobô! remota,! o! background! consiste! no! streaming! de! vídeo! enviado! pelo! robô,! o! que! torna! a! garantia! da! legibilidade! um! desafio!recorrente!uma!vez!que!o!background!não!é!controlado,!ou!seja,!pode!variar! de!diversas!formas!em!aspectos!como!quantidade!de!objetos,!cor,!luz!e!textura.!

A! legibilidade! de! um! texto! é! definida! por! aspectos! como! tamanho! da! fonte,! entrelinhamento,! e! espaçamento! entrehletras.! Para! promover! a! legibilidade! de! textos!em!tela!Carter!et.!al.!afirma!que!é!importante!a!garantia!de!contraste!relativo! entre!o!texto!e!o!background,!além!de!garantir!que!a!renderização!das!fontes!seja! compatível! com! a! quantidade! de! pixels! em! que! ela! é! exibida.! A! preocupação! com! legibilidade! não! é! apenas! com! relação! ao! texto,! é! estendida! a! todos! os! elementos! gráficos!como!fotos,!símbolos,!números!e!cores.!

Símbolos! devem! ter! elementos! gráficos! simples! e! robustos,! além! de! serem! apresentados!em!dimensões!confortáveis!para!garantir!a!legibilidade!de!acordo!com! Pettersson,! a! garantia! do! contraste! relativo! ao! background! também! é! destacada! como!algo!que!o!designer!deve!ficar!atento!no!projeto.!Em!uma!interface!de!controle! remoto! de! robôs! a! certificação! da! legibilidade! dos! elementos! gráficos! promoverá! conforto!ao!usuário,!além!de!facilitar!a!compreensão!do!cenário,!a!mensagem!que!o! sistema! necessita! informar! ao! usuário! para! que! o! mesmo! consiga! tomar! decisões! corretas!de!forma!ágil.!

2.4.3.!Contraste!

Contraste!é!um!dos!recursos!visuais!mais!poderosos!para!o!controle!da!mensagem! visual! segundo! Dondis! (1997),! e! garantir! o! contraste! entre! os! elementos! e! o! background! é! uma! forma! efetiva! de! garantir! a! legibilidade! do! usuário,! conforme! descrito! no! tópico! anterior! sobre! legibilidade.! Uma! vez! que! tom! é! a! característica! que! define! se! o! elemento! visual! se! aproxima! mais! da! luminosidade! ou! da! obscuridade,! independentemente! da! cor,! objetos! com! cores! de! matizes! diferentes,!

(40)

mas!com!tonalidades!próximas!geram!composições!de!baixo!contraste,!dificultando! a!compreensão!dos!limites!entre!os!elementos.!!

Apesar! do! tom! ser! o! elemento! que! tem! maior! peso! na! criação! de! contraste,! a! cor! também!pode!auxiliar!neste!processo,!a!composição!entre!cores!quentes!e!frias!por! exemplo,!auxilia!na!distinção!entre!elas.!Cores!opostas!no!círculo!cromático!também! favorecem! composições! contrastantes.! A! definição! da! cor! e! tom! adequados! dos! elementos! visuais! em! realidade! aumentada! de! uma! interface! de! controle! remoto! proporcionará!contraste!satisfatório!para!que!o!usuário!compreenda!a!cena.!

2.4.4.!Representação,!Simbolismo!e!Abstração!

A! representação! abstrata! não! se! reduz! apenas! à! simplificação! de! formas! a! fim! de! criar! símbolos,! mas! é! também! um! recurso! para! representar! uma! informação! visualmente.!Segundo!Dondis!(1997),!a!abstração!é!a!busca!por!um!significado!mais! intenso!e!condensado!através!da!simplificação!dos!elementos!gráficos!e!antagoniza! graficamente!com!o!recurso!de!representação!realista!dos!objetos.!

O! streaming! de! vídeo! enviado! por! um! robô! transmite! uma! representação! de! realidade!fotográfica!para!o!usuário!da!cena!no!entanto,!os!elementos!em!realidade! aumentada!podem!ser!renderizados!de!forma!realista!ou!abstrata,!de!acordo!com!a! necessidade!do!projeto.!Um!dos!principais!desafios!para!o!usuário!compreender!o! ambiente!do!robô!é!a!percepção!da!profundidade,!principalmente!em!uma!interface! desenvolvida!em!duas!dimensões.!!

Uma! vez! que! a! interface! possui! apenas! duas! dimensões,! a! terceira! dimensão! que! geraria! a! profundidade! deve! ser! representada! de! outra! forma! para! auxiliar! ao! usuário.!É!possível!se!utilizar!de!uma!abstração!desta!informação!de!forma!gráfica! para!auxiliar!o!usuário!a!perceber!a!profundidade.!A!escolha!de!elementos!gráficos! abstratos!em!uma!interface!de!RA!deixará!clara!a!virtualidade!dos!objetos!inseridos! na!cena!pelo!sistema,!facilitando!ao!usuário!a!percepção!de!o!que!é!real,!e!o!que!é! virtual.!Tal!recurso!poderá!ajudar!o!usuário!a!evitar!eventuais!erros!de!percepção! do! ambiente,! impedindo! confundir! elementos! virtuais! com! reais,! e! tornando! a! interface!clara.!

(41)

Ao!utilizar!recursos!do!design!da!informação,!serão!buscadas!soluções!gráficas!para! solucionar!problemas!de!interface!de!RA!para!teleoperação!de!robôs.!No!capítulo!3!é! abordado!o!processo!de!revisão!da!literatura!desta!dissertação,!e!demais!trabalhos! relacionados! com! o! objetivo! de! aprofundar! o! conhecimento! a! respeito! dos! problemas!persistentes!em!interfaces!com!RA!para!teleoperação!de!robôs.!

2.5.#Considerações#

Diante! do! cenário! do! escopo! desta! dissertação! de! interação! humanohrobô! para! tarefas!de!manipulação!teleoperadas,!serão!propostas!intervenções!na!forma!como! serão! apresentadas! as! informações! para! o! usuário! realizar! tais! atividades.! A! utilização! da! realidade! aumentada! possibilita! dispor! elementos! virtuais! de! forma! integrada!ao!ambiente,!os!auxílios!visuais!serão!portanto!dispostos!aos!usuário!de! acordo!com!o!posicionamento!dos!objetos!reais!na!cena.!O!design!da!informação!e!os! elementos! e! recurso! visuais! apresentados! neste! capítulo! possibilitam! maximizar! a! visualização!e!clareza!dos!elementos!visuais!utilizados!na!interface.!Através!destas! intervenções,! esta! dissertação! se! propõe! a! auxiliar! os! usuários! na! realização! das! tarefas!de!manipulação,!que!apresenta!desafios!específicos!a!serem!superados!pelos! usuários! durante! execução! das! tarefas.! No! capítulo! seguinte,! apresentamos! trabalhos! relacionados! e! os! problemas! de! visualização! identificados! em! alguns! destes!estudos.!!

(42)

3.#Trabalhos#Relacionados#

Foi!realizada!uma!revisão!sistemática!da!literatura!no!período!de!janeiro!até!junho! de!2015,2_{!com!o!objetivo!de!levantar!o!estado!da!arte!a!respeito!de!interfaces!para!} teleoperação! de! robôs! no! contexto! de! aplicações!com! realidades! mistas.! A! revisão! foi! realizada! de! acordo! com! as! orientações! propostas! por! Keele! (2007),! desde! a! definição!das!palavras!chave!de!busca,!seguido!pela!seleção!dos!artigos!de!acordo! com!os!critérios!estabelecidos,!avaliação!de!qualidade!dos!artigos!selecionados,!até! a!extração!do!conteúdo!a!respeito!dos!cenários!e!natureza!das!tarefas!dos!estudos.!

A!busca!abrangeu!artigos!publicados!entre!2005!e!junho!de!2015!em!cinco!bases!de! dados! de! publicações! científicas:! ACM! Digital! Library,! IEEE! Xplore,! Science! Direct,! Springer!Link!e!Scopus.!Na!primeira!fase,!os!estudos!foram!selecionados!de!acordo! com! a! adequação! ou! não! ao! tema! da! pesquisa.! Na! segunda! fase! foram! aplicados! critérios! de! inclusão! e! exclusão,! na! terceira! fase! os! artigos! passaram! por! uma! avaliação! de! qualidade,! ao! final! deste! processo! 36! artigos! foram! selecionados.! A! figura!6!ilustra!as!fases!da!revisão!da!literatura.!

As!palavras!chave!de!busca!foram!testadas!e!aprimoradas!até!o!conjunto!de!palavras! utilizado! para! a! busca:! ((Robot! OR! Robots! )! AND! (Teleoperation! OR! "remote! control")! AND! (interaction! OR! HRI! OR! "human! robot! interaction")AND(AR! OR! "augmented! reality"! OR! "Virtual! reality")).! Dentre! os! 893! artigos! encontrados,! 46! deles! foram! duplicados! entre! as! bases! de! artigos,! resultando! em! um! total! de! 847! artigos!para!análise!inicial!quanto!a!adequação!ao!escopo!da!pesquisa.!! ! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! 2_{!De!acordo!com!as!recomendações!de!Keele,!a!revisão!sistemática!da!literatura!foi!} realizada!durante!um!período!determinado!de!tempo.!

(43)

Figura#6.#Fases#da#revisão#de#literatura#do#início#até#os#trabalhos#selecionados.#

!

Foi!realizada!então!uma!análise!inicial!através!do!título,!resumo!e!palavrashchave.!Os! artigos! adequados! ao! escopo! passaram! para! a! fase! de! inclusão! e! exclusão,! e! os! artigos! que! deixavam! dúvida! quanto! à! adequação! passavam! para! leitura! mais! aprofundada! para! esclarecer! sua! relação! com! a! pesquisa.! Nesta! fase! apenas! os! artigos! que! ficaram! claros! quanto! a! não! adequação! ao! escopo! da! pesquisa! foram! excluídos.!!

Foi!realizada!também!uma!busca!manual!nas!conferências!HRI!e!IFAC,!adicionando! manualmente! mais! 12! artigos! para! serem! analisados! na! segunda! fase! de! seleção,! para! aplicação! de! critérios! de! inclusão! e! exclusão.! Os! 316! artigos! da! busca! automática! somados! aos! 12! artigos! da! busca! manual,! totalizaram! 328! para! a! segunda!fase.!

Os! critérios! de! inclusão! utilizados! foram! "Estudos! sobre! interação! remota! com! robôs"! e! "Presença! de! interfaces! mistas! (RV,! VA! e! RA)"! para! garantir! que! fossem! apenas! incluídos! estudos! relacionados! ao! tema! desta! pesquisa.! Os! critérios! de! exclusão! foram! aplicados! com! o! intuito! de! garantir! que! não! fossem! incluídas! pesquisas!que!não!enfatizaram!a!interação!e!usabilidade.!Também!foram!excluídos!

(44)

"Estudos! apenas! sobre! detalhamento! técnico! de! projeto! de! dispositivos,! sem! interação"! e! "Que! não! tenha! foco! em! fatores! humanos".! Nesta! segunda! fase! foi! efetuada! a! leitura! da! introdução! e! conclusão! dos! estudos,! acrescida! da! seção! —! metodologia! ou! resultados! —! caso! houvesse! alguma! dúvida! nas! outras! seções,! ou! caso! não! houvesse! seção! de! introdução! ou! conclusão! no! artigo.! 222! artigos! foram! eliminados!nesta!etapa,!resultando!em!106!artigos!para!leitura!total!e!avaliação!de! qualidade.!

A!avaliação!de!qualidade!teve!como!objetivo!a!garantia!da!completude!dos!relatos! das!investigações!e!adequação!aos!métodos!empíricos!de!pesquisa,!para!isso!foram! avaliados! 16! parâmetros! para! os! quais! foram! atribuídas! notas! de! 0! a! 1,! conforme! indicado!por!Keele!(2007).!Os!parâmetros!com!peso!dois!foram!definidos!devido!a! relevância!das!informações!para!com!o!escopo!desta!pesquisa,!questões!referentes!a! interface!e!a!descrição!das!interfaces!nas!pesquisas.!A!nota!final!foi!um!produto!de! uma!média!ponderada!de!13!fatores!com!peso!1!e!3!fatores!com!peso!2.!O!quadro!2! apresenta! os! pesos! correspondentes! aos! quesitos! utilizados! durante! a! fase! de! avaliação.!

Os!trabalhos!que!possuíam!pontuação!abaixo!de!70%!foram!eliminadas!na!avaliação! de! qualidade,! uma! vez! que! os! artigos! abaixo! desta! pontuação! não! apresentavam! detalhamento!em!todas!as!seções!referentes!a!descrição!dos!estudos.!No!término!do! processo,!36!artigos!foram!selecionados!para!a!extração!de!dados!para!compor!esta! dissertação.!

Pergunta# Gabarito# Peso#

1.!O!estudo!apresenta!uma!justificativa! convincente?! Sim!=!1!|!Não!=!0!|! Parcialmente!=!0.5! 1! 2.!Possui!um!bom!embasamento!teórico?! Ssim!=!1!|!Não!=!0!|! Parcialmente!=!0.5! 1! 3.!Foi!baseado!em!pesquisa!ou!é,! simplesmente,!sobre!“lições!aprendidas”!ou! o!relato!de!um!especialista?! Sim!=!1!|!Não!=!0! 1! 4.!Os!objetivos!da!pesquisa!foram!claramente!