Capítols de llibre
http://hdl.handle.net/2117/2251
2024-03-28T15:43:21ZDesplegament ètic de la robòtica assistencial per a un envelliment saludable i sostenible
http://hdl.handle.net/2117/403032
Desplegament ètic de la robòtica assistencial per a un envelliment saludable i sostenible
Torras, Carme
En capítols anteriors s’ha parlat de l’envelliment des del punt de vista mèdic i farmacològic; aquí s'abordarà des del punt de vista tecnològic. Es descriuran tecnologies que poden ajudar els cuidadors a tenir cura de les persones grans d’una manera saludable i sostenible en un context d’augment constant d’aquesta part de la població. En concret, es presentaran dos prototips de robots assistencials, un d'ajuda a menjar i l'altre d'entrenament cognitiu, ambdós co-dissenyats amb institucions sanitàries. També s'exposaran les qüestions ètiques suscitades pel desplegament d'aquestes tecnologies i les iniciatives de formació en tecnoètica que han sorgit, algunes de les quals aprofiten l'atractiu de la narrativa de ciència-ficció.
2024-02-23T12:19:08ZTorras, CarmeEn capítols anteriors s’ha parlat de l’envelliment des del punt de vista mèdic i farmacològic; aquí s'abordarà des del punt de vista tecnològic. Es descriuran tecnologies que poden ajudar els cuidadors a tenir cura de les persones grans d’una manera saludable i sostenible en un context d’augment constant d’aquesta part de la població. En concret, es presentaran dos prototips de robots assistencials, un d'ajuda a menjar i l'altre d'entrenament cognitiu, ambdós co-dissenyats amb institucions sanitàries. També s'exposaran les qüestions ètiques suscitades pel desplegament d'aquestes tecnologies i les iniciatives de formació en tecnoètica que han sorgit, algunes de les quals aprofiten l'atractiu de la narrativa de ciència-ficció.Robótica assistencial: una aposta per l'envelliment saludable i sostenible
http://hdl.handle.net/2117/402102
Robótica assistencial: una aposta per l'envelliment saludable i sostenible
Torras, Carme
La població de més de 65 anys ha augmentat de manera progressiva en les darreres dècades i els estudis prospectius avisen que continuarà creixent de manera cada vegada més accelerada. La tecnologia pot contribuir tant a la prevenció com a la realització de tasques assistencials rutinàries. En particular, la robòtica assistencial destaca com un element decisiu per a construir un futur amb un envelliment saludable i sostenible, però cal que el seu desplegament es faci d’acord amb principis ètics, que sigui supervisat per òrgans competents i que la formació s’estengui a tots els agents implicats.
2024-02-16T13:38:24ZTorras, CarmeLa població de més de 65 anys ha augmentat de manera progressiva en les darreres dècades i els estudis prospectius avisen que continuarà creixent de manera cada vegada més accelerada. La tecnologia pot contribuir tant a la prevenció com a la realització de tasques assistencials rutinàries. En particular, la robòtica assistencial destaca com un element decisiu per a construir un futur amb un envelliment saludable i sostenible, però cal que el seu desplegament es faci d’acord amb principis ètics, que sigui supervisat per òrgans competents i que la formació s’estengui a tots els agents implicats.Time to contact for robot safety stop in close collaborative tasks
http://hdl.handle.net/2117/395536
Time to contact for robot safety stop in close collaborative tasks
Olivares Alarcos, Alberto; Foix, Sergi; Alenyà Ribas, Guillem
Within the next years, industrial collaborative robots will collaborate with human operators, whose safety might be compromised. To ensure a safe collaboration, robots should estimate the risk of collision with respect to the pose and motion of operators within the shared workspace. A common approach is to compute and maintain a minimum distance between humans and robots during tasks' execution. Nevertheless, separation-based solutions do not capture the real dynamics of the human-robot interaction and tend to be rather conservative, avoiding a close human-robot collaboration. In this chapter, we explore the concept of time-to-contact (TTC) as a softer trigger of safety stops in collaborative scenarios where humans and robots are in constant closeness. Particularly, we propose a TTC formulation and study its advantages with respect to two approaches based on the protective distance proposed by the ISO standards. We compared the three methods in some representative cases extracted from an example of a collaborative task. The evaluation is firstly done in simulation and then in a more realistic setup with a simulated human, aiming for repeatability, and a real robot. Furthermore, we showcased our approach in a demo of a complete collaborative task. TTC allows robots to operate closer to humans and for longer times before a safety stop is issued, which benefits long-term productivity. This later stop produces shorter human-robot distances, which might affect safety. However, the increment in time that the robot moves before stopping (productivity) is far greater than the reduction in the distance (safety). Hence, we can state that TTC greatly improves productivity while slightly compromising safety. In conclusion, our work demonstrates that TTC is a smoother, but still safe, collision risk estimator for close human-robot collaboration.
2023-10-31T08:09:56ZOlivares Alarcos, AlbertoFoix, SergiAlenyà Ribas, GuillemWithin the next years, industrial collaborative robots will collaborate with human operators, whose safety might be compromised. To ensure a safe collaboration, robots should estimate the risk of collision with respect to the pose and motion of operators within the shared workspace. A common approach is to compute and maintain a minimum distance between humans and robots during tasks' execution. Nevertheless, separation-based solutions do not capture the real dynamics of the human-robot interaction and tend to be rather conservative, avoiding a close human-robot collaboration. In this chapter, we explore the concept of time-to-contact (TTC) as a softer trigger of safety stops in collaborative scenarios where humans and robots are in constant closeness. Particularly, we propose a TTC formulation and study its advantages with respect to two approaches based on the protective distance proposed by the ISO standards. We compared the three methods in some representative cases extracted from an example of a collaborative task. The evaluation is firstly done in simulation and then in a more realistic setup with a simulated human, aiming for repeatability, and a real robot. Furthermore, we showcased our approach in a demo of a complete collaborative task. TTC allows robots to operate closer to humans and for longer times before a safety stop is issued, which benefits long-term productivity. This later stop produces shorter human-robot distances, which might affect safety. However, the increment in time that the robot moves before stopping (productivity) is far greater than the reduction in the distance (safety). Hence, we can state that TTC greatly improves productivity while slightly compromising safety. In conclusion, our work demonstrates that TTC is a smoother, but still safe, collision risk estimator for close human-robot collaboration.Writing science fiction as an inspiration for AI research and ethics dissemination
http://hdl.handle.net/2117/395444
Writing science fiction as an inspiration for AI research and ethics dissemination
Torras, Carme; Ludescher, Luís Gustavo
In this chapter we look at science fiction from a perspective that goes beyond pure entertainment. Such literary gender can play an important role in bringing science closer to society by helping to popularize scientific knowledge and discoveries while engaging the public in debates which, in turn, can help direct scientific development towards building a better future for all. Written based on a tutorial given by the first author at ACAI 2021, this chapter addresses, in its first part, how science and science fiction can inspire each other and, in its second part, how science fiction can be used as an educational tool in teaching ethics of AI and robotics. Each of the two parts is supplemented with sections containing the questions asked by the audience during the tutorial as well as the provided answers.
2023-10-27T11:14:47ZTorras, CarmeLudescher, Luís GustavoIn this chapter we look at science fiction from a perspective that goes beyond pure entertainment. Such literary gender can play an important role in bringing science closer to society by helping to popularize scientific knowledge and discoveries while engaging the public in debates which, in turn, can help direct scientific development towards building a better future for all. Written based on a tutorial given by the first author at ACAI 2021, this chapter addresses, in its first part, how science and science fiction can inspire each other and, in its second part, how science fiction can be used as an educational tool in teaching ethics of AI and robotics. Each of the two parts is supplemented with sections containing the questions asked by the audience during the tutorial as well as the provided answers.Robótica asistencial: retos éticos en la ayuda y acompañamiento a cuidadores y pacientes
http://hdl.handle.net/2117/395432
Robótica asistencial: retos éticos en la ayuda y acompañamiento a cuidadores y pacientes
Torras, Carme
La robótica asistencial es un campo en rápido crecimiento destinado a ayudar a los cuidadores en hospitales, centros de rehabilitación y residencias de ancianos, así como a empoderar a las personas con movilidad reducida en el hogar para que puedan vivir de manera autónoma. Este es un ámbito altamente interdisciplinar, que requiere aunar no solo conocimientos de varias áreas tecno-científicas, sino también de ciencias sociales y humanidades. Es crucial que en la concepción, desarrollo y despliegue de los asistentes robóticos participen todos los actores intervinientes en el sector de la asistencia y los cuidados.
El co-diseño de la interacción persona-robot es particularmente importante en este contexto, debido a la gran diversidad de condicionantes, tanto tecnológicos como éticos, a que está sujeta. Dicha interacción debe ser amigable, adaptativa y segura, tanto para el cuidador como para el paciente, al tiempo que debe preservar la dignidad y el control por parte de este último y no propiciar su aislamiento social, sino por el contrario estimular la comunicación y la realización de actividades con personas de su entorno próximo.
2023-10-27T08:46:51ZTorras, CarmeLa robótica asistencial es un campo en rápido crecimiento destinado a ayudar a los cuidadores en hospitales, centros de rehabilitación y residencias de ancianos, así como a empoderar a las personas con movilidad reducida en el hogar para que puedan vivir de manera autónoma. Este es un ámbito altamente interdisciplinar, que requiere aunar no solo conocimientos de varias áreas tecno-científicas, sino también de ciencias sociales y humanidades. Es crucial que en la concepción, desarrollo y despliegue de los asistentes robóticos participen todos los actores intervinientes en el sector de la asistencia y los cuidados.
El co-diseño de la interacción persona-robot es particularmente importante en este contexto, debido a la gran diversidad de condicionantes, tanto tecnológicos como éticos, a que está sujeta. Dicha interacción debe ser amigable, adaptativa y segura, tanto para el cuidador como para el paciente, al tiempo que debe preservar la dignidad y el control por parte de este último y no propiciar su aislamiento social, sino por el contrario estimular la comunicación y la realización de actividades con personas de su entorno próximo.La ciencia ficción como estímulo del debate ético en robótica
http://hdl.handle.net/2117/385318
La ciencia ficción como estímulo del debate ético en robótica
Torras, Carme
En este capítulo afirmamos que la ciencia ficción anticipatoria tiene un papel importante que desempeñar en el actual contexto de desarrollo tecnológico acelerado, ya que puede ayudar a prever posibles futuros alternativos y promover debates éticos que cristalizen en iniciativas educativas y de regulación normativa en beneficio de la humanidad.
2023-03-22T12:55:30ZTorras, CarmeEn este capítulo afirmamos que la ciencia ficción anticipatoria tiene un papel importante que desempeñar en el actual contexto de desarrollo tecnológico acelerado, ya que puede ayudar a prever posibles futuros alternativos y promover debates éticos que cristalizen en iniciativas educativas y de regulación normativa en beneficio de la humanidad.Fault-tolerant control of a service robot
http://hdl.handle.net/2117/385250
Fault-tolerant control of a service robot
San Miguel Tello, Alberto; Puig Cayuela, Vicenç; Alenyà Ribas, Guillem
In this chapter, the problem of fault-tolerant control of a service robot is addressed. The proposed approach is based on using a fault estimation scheme based on an Robust Unknown-Input Observer (RUIO) that allows to estimate the fault as well as the robot state. This fault estimation scheme is integrated with the control algorithm that is based on a observer-based state feedback control. After the fault occurrence, from the fault estimation, a feedforward control action is added to the feedback control action to compensate the fault effect. To cope with the robot non-linearity, its non-linear model is transformed into a Takagi-Sugeno model. Then, the statefeedback and RUIO are designed using an LMI-based approach considering a gainscheduling scheme. To illustrate the proposed fault-tolerant scheme a mobile service robot TIAGo, developed by PAL robotics, is used.
2023-03-21T13:14:14ZSan Miguel Tello, AlbertoPuig Cayuela, VicençAlenyà Ribas, GuillemIn this chapter, the problem of fault-tolerant control of a service robot is addressed. The proposed approach is based on using a fault estimation scheme based on an Robust Unknown-Input Observer (RUIO) that allows to estimate the fault as well as the robot state. This fault estimation scheme is integrated with the control algorithm that is based on a observer-based state feedback control. After the fault occurrence, from the fault estimation, a feedforward control action is added to the feedback control action to compensate the fault effect. To cope with the robot non-linearity, its non-linear model is transformed into a Takagi-Sugeno model. Then, the statefeedback and RUIO are designed using an LMI-based approach considering a gainscheduling scheme. To illustrate the proposed fault-tolerant scheme a mobile service robot TIAGo, developed by PAL robotics, is used.Cervells artificials: ciència o ficció?
http://hdl.handle.net/2117/385207
Cervells artificials: ciència o ficció?
Torras, Carme
Comencem amb una recopilació dels cervells artificials que han aparegut en obres de ficció, ja sigui incorporats en robots o bé com intel·ligències col·lectives i consciències d’altres tipus, tant de substrat tecnològic com biològic, així com els cervells híbrids dels ciborgs. Després fem un breu repàs de l’estat de l’art tant pel que fa als implants cerebrals, invasius i no-invasius, com als robots cognitius i els reptes que plantegen, tan diferents dels dels robots industrials. Finalment, descrivim algunes sèries, pel·lícules i narratives de ciència-ficció que ofereixen especulacions distòpiques d’on podria conduir-nos la interacció cada vegada més estreta amb la tecnologia, així com propostes d’utilitzar aquestes ficcions com una eina pedagògicament engrescadora tant per a estudiants amb perfil tecnocientífic com per als docents i també per a qualsevol persona aficionada a reflexionar sobre alternatives de futur. La tendència sembla ser que la frontera entre cervells naturals i artificials anirà sent cada vegada més difusa i el més probable és que, en comptes de produir-se una singularitat, ens encaminem cap a la proliferació de cervells híbrids. El desig seria que les millors prestacions de les màquines es combinin amb les millors qualitats humanes, i el major risc vindria de les fractures i discriminacions que es podrien produir.
2023-03-20T11:08:14ZTorras, CarmeComencem amb una recopilació dels cervells artificials que han aparegut en obres de ficció, ja sigui incorporats en robots o bé com intel·ligències col·lectives i consciències d’altres tipus, tant de substrat tecnològic com biològic, així com els cervells híbrids dels ciborgs. Després fem un breu repàs de l’estat de l’art tant pel que fa als implants cerebrals, invasius i no-invasius, com als robots cognitius i els reptes que plantegen, tan diferents dels dels robots industrials. Finalment, descrivim algunes sèries, pel·lícules i narratives de ciència-ficció que ofereixen especulacions distòpiques d’on podria conduir-nos la interacció cada vegada més estreta amb la tecnologia, així com propostes d’utilitzar aquestes ficcions com una eina pedagògicament engrescadora tant per a estudiants amb perfil tecnocientífic com per als docents i també per a qualsevol persona aficionada a reflexionar sobre alternatives de futur. La tendència sembla ser que la frontera entre cervells naturals i artificials anirà sent cada vegada més difusa i el més probable és que, en comptes de produir-se una singularitat, ens encaminem cap a la proliferació de cervells híbrids. El desig seria que les millors prestacions de les màquines es combinin amb les millors qualitats humanes, i el major risc vindria de les fractures i discriminacions que es podrien produir.Ciència i ficció: quina inspira quina?
http://hdl.handle.net/2117/366516
Ciència i ficció: quina inspira quina?
Torras, Carme
Es repassen diverses iniciatives que implementen i reforcen el bucle de realimentació entre ciència i ficció. En particular, es descriuen algunes propostes que utilitzen la ciència-ficció com una eina pedagògicament engrescadora tant per a estudiants amb perfil tecnocientífic com per als docents i també per a qualsevol persona aficionada a reflexionar sobre alternatives de futur.
2022-04-28T11:22:12ZTorras, CarmeEs repassen diverses iniciatives que implementen i reforcen el bucle de realimentació entre ciència i ficció. En particular, es descriuen algunes propostes que utilitzen la ciència-ficció com una eina pedagògicament engrescadora tant per a estudiants amb perfil tecnocientífic com per als docents i també per a qualsevol persona aficionada a reflexionar sobre alternatives de futur.Challenge 4: Cyberphysical systems and internet of things
http://hdl.handle.net/2117/366507
Challenge 4: Cyberphysical systems and internet of things
Haber Guerra, Rodolfo E.; Cembrano Gennari, Gabriela; Villagrá Serrano, Jorge; Jiménez Ruiz, Antonio Ramón; Margarit Taulé, Josep Mª; Fonseca Chácharo, Luis; Gómez Álvarez-Arenas, Tomás Enrique; Camacho Sosa Dias, Jorge; Aparicio, Sofía; Carmona Galán, Ricardo; Fernández Berni, Jorge; del Río Fernández, Rocío; Jiménez Berni, José Antonio; Capdevila Montes, Carlos
Cyber-Physical Systems (CPS) and Internet of Things (IoT) are complementary paradigms in digitalization. Sensors and actuators, hardware designs and development platforms, architectures and computational frameworks, modeling, control and optimization, and potential applications are analyzed and presented from impact and main challenges up to strategic plan.
Accés lliure al text del llibre a la web de l'editor
2022-04-28T10:43:11ZHaber Guerra, Rodolfo E.Cembrano Gennari, GabrielaVillagrá Serrano, JorgeJiménez Ruiz, Antonio RamónMargarit Taulé, Josep MªFonseca Chácharo, LuisGómez Álvarez-Arenas, Tomás EnriqueCamacho Sosa Dias, JorgeAparicio, SofíaCarmona Galán, RicardoFernández Berni, Jorgedel Río Fernández, RocíoJiménez Berni, José AntonioCapdevila Montes, CarlosCyber-Physical Systems (CPS) and Internet of Things (IoT) are complementary paradigms in digitalization. Sensors and actuators, hardware designs and development platforms, architectures and computational frameworks, modeling, control and optimization, and potential applications are analyzed and presented from impact and main challenges up to strategic plan.