30、基于上下文引导的信息论意图消歧在人机协作中的应用

基于上下文引导的信息论意图消歧在人机协作中的应用

1. 研究背景与动机

语言模态在理解人机交互的社会动态方面被广泛应用。在人机交互领域，特别是使用有限接口（如吸吹接口）进行机器人远程操作时，连续的手动远程操作会给人类带来身体上的负担，容易导致疲劳。而轮流交互模式可以为人类提供自然的休息框架，因此具有重要的研究价值。

2. 数学形式化

为了实现对人类意图的准确推断和消歧，我们提出了一种基于接口感知的信息论意图消歧算法，并从以下几个方面进行了数学建模。

2.1 有限控制接口介导的机器人远程操作建模

• 系统状态定义 ：设 $K$ 为机器人的可控维度，$d$ 为控制接口的维度，且 $d < |K|$。由于维度不匹配，$K$ 被划分为一组控制模式 $M$，使得 $\cup_{m \in M} m = K$。机器人 - 接口系统的状态 $s \in S$ 由机器人状态 $q \in Q$ 和当前活动控制模式 $m \in M$ 组成，即 $s = (q, m)$，其中 $S = Q \times M$。同时，定义 $\Psi_q(s) = q$ 和 $\Psi_m(s) = m$ 分别为将 $s$ 投影到 $Q$ 和 $M$ 的函数。
• 动作集合 ：机器人 - 接口系统的所有可用动作集合 $a \in A$ 可分解为 $A_q \times A_m$，其中 $A_q$ 是控制动作集合，$A_m$ 是模式切换动作集合。控制动作会导致机器人状态空间 $Q$ 中的状态转移，从而使机器人产生运动；模式切换动作会导致 $M$ 中的状态转移，