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m3_seminar:m3_seminar_2018:projects_kit:empirical_grasping_2018 [2018/07/23 14:57] – [References] stud_kitm3_seminar:m3_seminar_2018:projects_kit:empirical_grasping_2018 [2018/07/24 01:26] (current) – [Ausführung des Testprotokolls] stud_kit
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 ===== Einleitung ===== ===== Einleitung =====
  
-Die Entwicklung von Handprothesen schreitet immer weiter voran, da viele verschiedene Ansätze verfolgt werden und es sehr unterschiedliche Einsatzgebiete für Handprothesen gibt. +Die Entwicklung von Handprothesen schreitet immer weiter voran, dabei werden viele verschiedene Ansätze verfolgt und es gibt sehr unterschiedliche Einsatzgebiete für Handprothesen. 
 Aus diesem Grund wird ein einheitlicher Bewertungsansatz benötigt, der eine quantitative Aussage zur Bewertung einer Handprothese liefert. Dabei soll eine Vielzahl von externen Einflüssen und Kriterien berücksichtigt werden und auf eine einheitliche und überschaubare Menge beschränkt werden.  Aus diesem Grund wird ein einheitlicher Bewertungsansatz benötigt, der eine quantitative Aussage zur Bewertung einer Handprothese liefert. Dabei soll eine Vielzahl von externen Einflüssen und Kriterien berücksichtigt werden und auf eine einheitliche und überschaubare Menge beschränkt werden. 
  
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 Die von uns evaluierte Handprothese ist eine myoelektrische Prothese. Die von uns evaluierte Handprothese ist eine myoelektrische Prothese.
 ===== Evaluierte Handprothese ===== ===== Evaluierte Handprothese =====
-Die Hardware der zu evaluierenden Handprothese besteht aus mehreren Komponenten, die im folgenden beschrieben werden. +Die Hardware der zu evaluierenden Handprothese besteht aus mehreren Komponenten, die im Folgenden beschrieben werden. 
 Die Finger der Handprothese können unabhängig vom Daumen angesteuert werden. Beide Komponenten werden mittels Motoren und einem Seilsystem im Handinnern aktuiert. Die Finger der Prothese sind flexibel gestaltet. Das bedeutet, dass bei einem auftretenden Widerstand, beispielsweise beim Schließen der Hand, die blockierten Finger sich nicht weiter schließen, sondern in ihrer Position verbleiben.  Die Finger der Handprothese können unabhängig vom Daumen angesteuert werden. Beide Komponenten werden mittels Motoren und einem Seilsystem im Handinnern aktuiert. Die Finger der Prothese sind flexibel gestaltet. Das bedeutet, dass bei einem auftretenden Widerstand, beispielsweise beim Schließen der Hand, die blockierten Finger sich nicht weiter schließen, sondern in ihrer Position verbleiben. 
 Zudem befindet sich auf der Innenseite der Handfläche eine Kamera. Das Kamerabild wird auf einem Display auf der Handaußenfläche gezeigt. Dieses dient dazu eine Bilderkennung von zu greifenden Objekten zu ermöglichen und so automatisiert einen möglichen Griff zu wählen und auszuführen. Diese Funktionalität wird bei der Evaluierung der Handprothese mithilfe des entwickelten Testprotokolls nicht berücksichtigt.  Zudem befindet sich auf der Innenseite der Handfläche eine Kamera. Das Kamerabild wird auf einem Display auf der Handaußenfläche gezeigt. Dieses dient dazu eine Bilderkennung von zu greifenden Objekten zu ermöglichen und so automatisiert einen möglichen Griff zu wählen und auszuführen. Diese Funktionalität wird bei der Evaluierung der Handprothese mithilfe des entwickelten Testprotokolls nicht berücksichtigt. 
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 ===== Ausführung des Testprotokolls ===== ===== Ausführung des Testprotokolls =====
  
-{{ :m3_seminar:m3_seminar_2018:projects_kit:podcast1.mp4?600 |}}+{{ :m3_seminar:m3_seminar_2018:projects_kit:podcast5.mp4?600 |}}
  
 ===== Auswertung des Testprotokolls ===== ===== Auswertung des Testprotokolls =====
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 Des Weiteren ist in der Tabelle deutlich zu erkennen, welche Griffe nicht optimal mit der Handprothese auszuführen sind. Dies betrifft vor allem präzise Griffe wie beispielsweise Objekt ID 3, der Löffel. Dieser soll mit einem Tripod Pinch gegriffen werden. Hier wurde ein Score von 0 Punkten erreicht. Daran lässt sich erkennen, dass die Gesamtaufgabe zwar erfolgreich ausgeführt werden konnte, allerdings einige Versuche dazu benötigt wurden.  Des Weiteren ist in der Tabelle deutlich zu erkennen, welche Griffe nicht optimal mit der Handprothese auszuführen sind. Dies betrifft vor allem präzise Griffe wie beispielsweise Objekt ID 3, der Löffel. Dieser soll mit einem Tripod Pinch gegriffen werden. Hier wurde ein Score von 0 Punkten erreicht. Daran lässt sich erkennen, dass die Gesamtaufgabe zwar erfolgreich ausgeführt werden konnte, allerdings einige Versuche dazu benötigt wurden. 
 Ein weiteres Handlungsfeld ergibt sich aus den Objekten der IDs 6 und 7. ID 6, der kleine Stift, konnte einen Score von 11 Punkten erreichen. Hieraus lässt sich ableiten, dass die Aufgabe erfolgreich ausgeführt wurde, allerdings wieder einige Versuche dafür benötigt wurden. Daneben konnte bei Objekt ID 7, dem schwarzen T-Shirt, ein Score von 7 Punkten erreicht werden. Es wurden für den Griff des T-Shirts vier Versuche benötigt, wobei das T-Shirt ein Mal fallen gelassen wurde und einmal entfaltet wurde. Das Entfalten des T-Shirts wird als Beschädigung gewertet, da dieses seinen initialen Zustand und Form verändert hat.  Ein weiteres Handlungsfeld ergibt sich aus den Objekten der IDs 6 und 7. ID 6, der kleine Stift, konnte einen Score von 11 Punkten erreichen. Hieraus lässt sich ableiten, dass die Aufgabe erfolgreich ausgeführt wurde, allerdings wieder einige Versuche dafür benötigt wurden. Daneben konnte bei Objekt ID 7, dem schwarzen T-Shirt, ein Score von 7 Punkten erreicht werden. Es wurden für den Griff des T-Shirts vier Versuche benötigt, wobei das T-Shirt ein Mal fallen gelassen wurde und einmal entfaltet wurde. Das Entfalten des T-Shirts wird als Beschädigung gewertet, da dieses seinen initialen Zustand und Form verändert hat. 
-Beim Vergleich der beiden Objekte ist zu erkennen, dass die Beschädigung von Objekten oder das Fallen lassen stärker im Score berücksichtigt werden als die Anzahl der Versuche. +Beim Vergleich der beiden Objekte ist zu erkennen, dass die Beschädigung von Objekten oder das Fallenlassen stärker im Score berücksichtigt werden als die Anzahl der Versuche. 
  
 {{ :m3_seminar:m3_seminar_2018:projects_kit:scoring28062018.pdf |}} {{ :m3_seminar:m3_seminar_2018:projects_kit:scoring28062018.pdf |}}
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 In der vorliegenden Arbeit wurde ein Testprotokoll entworfen, um Handprothesen zu evaluieren und in einem weiteren Schritt vergleichen zu können. Dafür wurde ein Scoring-System in Anlehnung an die Amazon Picking Challenge [3] entwickelt. Dieses lässt direkte Rückschlüsse auf mögliche Handlungsfelder bei der Weiterentwicklung der zu evaluierenden Handprothese zu. Zur Ausführung des Experiments wurde aus dem YCB Object Set ein Subset entsprechend zuvor ausgewählter Grasp Types bestimmt.  In der vorliegenden Arbeit wurde ein Testprotokoll entworfen, um Handprothesen zu evaluieren und in einem weiteren Schritt vergleichen zu können. Dafür wurde ein Scoring-System in Anlehnung an die Amazon Picking Challenge [3] entwickelt. Dieses lässt direkte Rückschlüsse auf mögliche Handlungsfelder bei der Weiterentwicklung der zu evaluierenden Handprothese zu. Zur Ausführung des Experiments wurde aus dem YCB Object Set ein Subset entsprechend zuvor ausgewählter Grasp Types bestimmt. 
  
-Das auf diese Weise entwickelte Testprotokoll wurde im Anschluss an einer Handprothese ausgeführt und die Ergebnisse bewertet (siehe hierzu Kapitel: Auswertung des Experiments). +Das auf diese Weise entwickelte Testprotokoll wurde im Anschluss an einer Handprothese ausgeführt und die Ergebnisse bewertet (siehe hierzu Kapitel: Auswertung des Testprotokolls). 
  
 Um subjektive Entscheidungen zu vermeiden, musste überlegt werden, wie weitreichend die Vorgaben an die Umgebung und ähnlichem sein müssen. Allerdings musste auch gewährleistet werden, dass diese Vorgaben nicht zu extrem sind, um sicherstellen zu können, dass dieses Experiment wiederholt werden kann. Mittels der Bilder für die intendierten Griffe, einer minimalen Beschreibung wie das Objekt in der Umwelt vorzufinden ist, sowie in manchen Fällen eine Beschreibung, wann ein Objekt als zerstört gilt (beispielsweise für das T-Shirt), wurde ein guter Konsens gefunden. Um subjektive Entscheidungen zu vermeiden, musste überlegt werden, wie weitreichend die Vorgaben an die Umgebung und ähnlichem sein müssen. Allerdings musste auch gewährleistet werden, dass diese Vorgaben nicht zu extrem sind, um sicherstellen zu können, dass dieses Experiment wiederholt werden kann. Mittels der Bilder für die intendierten Griffe, einer minimalen Beschreibung wie das Objekt in der Umwelt vorzufinden ist, sowie in manchen Fällen eine Beschreibung, wann ein Objekt als zerstört gilt (beispielsweise für das T-Shirt), wurde ein guter Konsens gefunden.