Physical Cognition for Intelligent Control and Safe Human-Robot Interaction

Projektinformationen

Sestosenso

ID Finanzhilfevereinbarung: 101070310

DOI

10.3030/101070310

Projekt abgeschlossen

EK-Unterschriftsdatum 20 Juni 2022

Startdatum 1 Oktober 2022

Enddatum 30 September 2025

Finanziert unter

• Digital, Industry and Space

Gesamtkosten

€ 4 157 056,25

EU-Beitrag

€ 4 157 054,50

Koordiniert durch

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI GENOVA
Italy

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Leistungen

Documents, reports (2)

Dissemination and Communication activities.

Plan and report on Consortium dissemination and communication activities.

Human factors, psychosocial aspects in HRI

To assess how robotic design features and interaction patterns impact workers, trust calibration process, technology acceptance, mental models development, cognitive workload, and situational awareness.

Other (1)

Human factors strategies for safe, fluent and effective HRC

Report and software implementation of models of human behavior and tactile-based reactive robot control for safe and smooth HRI.

Veröffentlichungen

Conference proceedings (14)

Extending the Cooperative Dual-Task Space in Conformal Geometric Algebra

Autoren: Löw, Tobias; CALINON, Sylvain
Veröffentlicht in: Proc. IEEE Intl Conf. on Robotics and Automation (ICRA), 2024
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2310.19093

Distilling Contact Planning for Fast Trajectory Optimization in Robot Air Hockey

Autoren: Julius Jankowski, Ante Marić, Puze Liu, Davide Tateo, Jan Peters, Sylvain Calinon
Veröffentlicht in: Robotics: Science and Systems XXI, 2025
Herausgeber: Robotics: Science and Systems Foundation
DOI: 10.15607/RSS.2025.XXI.115

Representing Robot Geometry as Distance Fields: Applications to Whole-body Manipulation

Autoren: Li, Yiming; Zhang, Yan; Razmjoo, Amirreza; Calinon, Sylvain
Veröffentlicht in: Proc. IEEE Intl Conf. on Robotics and Automation (ICRA), 2024
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.48550/arxiv.2307.00533

Improving Tactile Gesture Recognition with Optical Flow

Autoren: Shaohong Zhong, Alessandro Albini, Giammarco Caroleo, Giorgio Cannata, Perla Maiolino
Veröffentlicht in: 34th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (ROMAN), Ausgabe (aceepted), 2025
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2508.04338

Robotic Depalletizing via Reinforcement Learning of a Pushing Policy

Autoren: Argyris Dimou, Marios Kiatos, Sotiris Malassiotis
Veröffentlicht in: Communications in Computer and Information Science, Supply Chains, 2024
Herausgeber: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-69344-1_8

Design, Implementation and Testing of an EtherCAT-based Network for Multi-modal Distributed Sensing Architectures

Autoren: Francesco Giovinazzo, Alessandro Perri, Marco Staiano, Francesco Grella, Marco Sartore, Manuela Adami, Riccardo Galletti, Giorgio Cannata
Veröffentlicht in: 2024 IEEE 20th International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), 2024
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.1109/CASE59546.2024.10711599

Estimating Scene Flow in Robot Surroundings with Distributed Miniaturized Time-of-Flight Sensors

Autoren: Jack Sander, Giammarco Caroleo, Alessandro Albini, Perla Maiolino
Veröffentlicht in: 34th International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN), Ausgabe (accepted), 2025
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2504.02439

A Proxy-Tactile Reactive Control for Robots Moving in Clutter

Autoren: Giammarco Caroleo, Francesco Giovinazzo, Alessandro Albini, Francesco Grella, Giorgio Cannata, Perla Maiolino
Veröffentlicht in: 2024 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2024
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.1109/IROS58592.2024.10802341

Tiny Lidars for Manipulator Self-Awareness: Sensor Characterization and Initial Localization Experiments

Autoren: Giancarlo Caroleo, Albini Alessandro, D. De Martini, T. D. Barfoot, and Perla Maiolino
Veröffentlicht in: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Ausgabe (accepted), 2025
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2503.03449

Soft Robot Localization Using Distributed Miniaturized Time-of-Flight Sensors

Autoren: Giammarco Caroleo, Alessandro Albini, Perla Maiolino
Veröffentlicht in: 2025 IEEE 8th International Conference on Soft Robotics (RoboSoft), 2025
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2502.01228

Resource-Efficient GRU for Real-Time Gesture Recognition

Autoren: Michail Kaseris, Sotiris Malassiotis, Ioannis Kostavelis
Veröffentlicht in: 2025 11th International Conference on Automation, Robotics, and Applications (ICARA), 2025
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.1109/ICARA64554.2025.10977711

Recursive Forward Dynamics for Serial Kinematic Chains using Conformal Geometric Algebra

Autoren: Tobias Löw, Sylvain Calinon
Veröffentlicht in: The 16th International Workshop on the Algorithmic Foundations of Robotics (WAFR), 2024
Herausgeber: WAFR
DOI: 10.5281/ZENODO.17258592

Characterizing material effects on direct ToF signal response in optical tactile systems

Autoren: Ilze Aulika, Andrejs Ogurcovs, Meldra Kemere, Arturs Bundulis, Karlis Kundzins, Jelena Butikova, Aivars Vembris, Anatolijs Sarakovskis, Emmanuel Bacher, Martin Laurenzis, Stephane Schertzer, julija Stopar, Ales Zore, Roman Kamnik, Marko Munih, Sergio Cartiel, Jorge García Pueyo, Adolfo Muñoz Orbañanos
Veröffentlicht in: Optical Sensors 2025, 2025
Herausgeber: SPIE
DOI: 10.48550/ARXIV.2507.22456

Configuration Space Distance Fields for Manipulation Planning

Autoren: Yiming Li, Xuemin Chi, Amirreza Razmjoo, Sylvain Calinon
Veröffentlicht in: Proc. Robotics: Science and Systems (RSS), 2024, ISSN 2330-765X
Herausgeber: RSS
DOI: 10.48550/ARXIV.2406.01137

Peer reviewed articles (25)

Guidelines for the integration of cognitive ergonomics in the design of human-centered and collaborative robotics applications

Autoren: Luca Gualtieri; Federico Fraboni; Hannah Brendel; Patrick Dallasega; Erwin Rauch; Luca Pietrantoni
Veröffentlicht in: Procedia CIRP, 2023, ISSN 2212-8271
Herausgeber: Elsevier
DOI: 10.1016/j.procir.2023.09.005

Mathematical Model and Experimental Characterization of Vertically Stacked Capacitive Tactile Sensors

Autoren: Baldini, G; Staiano, M; Grella, F; Frascio, M; Maiolino, P; Cannata, G
Veröffentlicht in: IEEE Sensors Journal, Ausgabe 23 (18), 2023, ISSN 1558-1748
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.1109/jsen.2023.3300363

Logic Learning From Demonstrations for Multi-Step Manipulation Tasks in Dynamic Environments

Autoren: Yan Zhang, Teng Xue, Amirreza Razmjoo, Sylvain Calinon
Veröffentlicht in: IEEE Robotics and Automation Letters, Ausgabe 9, 2024, ISSN 2377-3766
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.48550/ARXIV.2404.16138

Generating Whole-Arm Avoidance Motion Through Localized Proximity Sensing

Autoren: Simone Borelli, Francesco Giovinazzo, Alessandro Albini, Francesco Grella, Giorgio Cannata
Veröffentlicht in: IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2025, ISSN 1083-4435
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.1109/TMECH.2025.3582432

Sensors

Autoren: Francesco Giovinazzo; Francesco Grella; Marco Sartore; Manuela Adami; Riccardo Galletti; Giorgio Cannata
Veröffentlicht in: Sensors, Ausgabe 24(4), 2024, ISSN 1424-8220
Herausgeber: Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
DOI: 10.3390/s24041334

Assessing the Relationship between Cognitive Workload, Workstation Design, User Acceptance and Trust in Collaborative Robots

Autoren: Tommaso Panchetti; Luca Pietrantoni; Gabriele Puzzo; Luca Gualtieri; Federico Fraboni
Veröffentlicht in: Applied Sciences, Ausgabe 13(3), 2023, ISSN 2076-3417
Herausgeber: MDPI
DOI: 10.3390/app13031720

Tactile Ergodic Coverage on Curved Surfaces

Autoren: Cem Bilaloglu, Tobias Löw, Sylvain Calinon
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Robotics, Ausgabe 41, 2025, ISSN 1552-3098
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.48550/ARXIV.2402.04862

A Comprehensive Survey on Deep Learning Methods in Human Activity Recognition

Autoren: Michail Kaseris; Ioannis Kostavelis; Sotiris Malassiotis
Veröffentlicht in: Machine Learning and Knowledge Extraction, Ausgabe 6(2), 2024, ISSN 2504-4990
Herausgeber: MDPI
DOI: 10.3390/make6020040

Time-of-flight signal processing for FTIR-based tactile sensors

Autoren: Jorge Garcia-Pueyo, Sergio Cartiel, Emmanuel Bacher, Martin Laurenzis, Adolfo Muñoz
Veröffentlicht in: Optics Express, Ausgabe 33, 2025, ISSN 1094-4087
Herausgeber: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/OE.570548

Evaluating Organizational Guidelines for Enhancing Psychological Well-Being, Safety, and Performance in Technology Integration

Autoren: Federico Fraboni, Hannah Brendel, Luca Pietrantoni
Veröffentlicht in: Sustainability, Ausgabe 15, 2023, ISSN 2071-1050
Herausgeber: MDPI AG
DOI: 10.3390/su15108113

Advancing Multi-Touch Sensing: Integrating FTIR and ToF Technologies for Precise and Large-Scale Touch Interfaces

Autoren: Andrejs Ogurcovs, Ilze Aulika, Sergio Cartiel, Meldra Kemere, Jelena Butikova, Eriks Sledevskis
Veröffentlicht in: Sensors, Ausgabe 25, 2025, ISSN 1424-8220
Herausgeber: MDPI AG
DOI: 10.3390/S25175503

GAFRO: Geometric Algebra for Robotics [Tutorial]

Autoren: Tobias Löw, Philip Abbet, Sylvain Calinon
Veröffentlicht in: IEEE Robotics & Automation Magazine, Ausgabe 32, 2025, ISSN 1070-9932
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.48550/ARXIV.2310.19090

Applied Ergonomics

Autoren: Gualtieri, Luca; Fraboni, Federico; Brendel, Hannah; PIETRANTONI, LUCA; VIDONI, Renato; Dallasega, Patrick
Veröffentlicht in: Applied Ergonomics, Ausgabe 117, 2024, ISSN 0003-6870
Herausgeber: Elsevier
DOI: 10.1016/j.apergo.2024.104246

OptoSkin: Novel LIDAR Touch Sensors for Detection of Touch and Pressure Within Wave Guides

Autoren: Bacher, Emmanuel; Cartiel, Sergio; Garcia-Pueyo, Jorge; Stopar, Julija; Zore, Aleš; Kamnik, Roman; Aulika, Ilze; Ogurcovs, Andrejs; Grūbe, Jurǵis; Bundulis, Arturs; Butikova, Jelena; Kemere, Meldra; Muñoz Orbañanos, Adolfo; Laurenzis, Martin
Veröffentlicht in: IEEE Sensors Journal, Ausgabe 24 (20), 2024, ISSN 1558-1748
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.1109/JSEN.2024.3443615

From CySkin to ProxySKIN: Design, Implementation and Testing of a Multi-Modal Robotic Skin for Human–Robot Interaction

Autoren: Francesco Giovinazzo, Francesco Grella, Marco Sartore, Manuela Adami, Riccardo Galletti, Giorgio Cannata
Veröffentlicht in: Sensors, Ausgabe 24, 2024, ISSN 1424-8220
Herausgeber: MDPI AG
DOI: 10.3390/S24041334

Online Learning of Continuous Signed Distance Fields Using Piecewise Polynomials

Autoren: Marić, Ante; Li, Yiming; CALINON, Sylvain
Veröffentlicht in: IEEE Robotics and Automation Letters, Ausgabe 9(6), 2024, ISSN 2377-3766
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.1109/LRA.2024.3397085

Geometric Algebra for Optimal Control With Applications in Manipulation Tasks

Autoren: Tobias Löw, Sylvain Calinon
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Robotics, Ausgabe 39, 2024, ISSN 1552-3098
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.48550/ARXIV.2212.07237

Updating design guidelines for cognitive ergonomics in human-centred collaborative robotics applications: An expert survey

Autoren: Luca Gualtieri, Federico Fraboni, Hannah Brendel, Luca Pietrantoni, Renato Vidoni, and Patrick Dallasega
Veröffentlicht in: Applied Ergonomics, Ausgabe 117, 2024, ISSN 0003-6870
Herausgeber: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/J.APERGO.2024.104246

Influence of Material Optical Properties in Direct ToF LiDAR Optical Tactile Sensing: Comprehensive Evaluation

Autoren: Ilze Aulika, Andrejs Ogurcovs, Meldra Kemere, Arturs Bundulis, Jelena Butikova, Karlis Kundzins, Emmanuel Bacher, Martin Laurenzis, Stephane Schertzer, Julija Stopar, Ales Zore, Roman Kamnik
Veröffentlicht in: Materials, Ausgabe 18, 2025, ISSN 1996-1944
Herausgeber: MDPI AG
DOI: 10.3390/MA18143287

Smooth Human–Robot Shared Control for Autonomous Orchard Monitoring With UGVs

Autoren: Cheikh Melainine El Bou, Michele Focchi, Michael R. Chang, Marco Camurri, Karl D. von Ellenrieder
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, Ausgabe 22, 2025, ISSN 1545-5955
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.1109/TASE.2025.3554368

A cross-task visuo-tactile representation using point clouds

Autoren: Giammarco Caroleo, Alessandro Albini, Perla Maiolino
Veröffentlicht in: Intelligent Service Robotics, 2025, ISSN 1861-2776
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S11370-025-00628-8

From Movement Primitives to Distance Fields to Dynamical Systems

Autoren: Yiming Li, Sylvain Calinon
Veröffentlicht in: IEEE Robotics and Automation Letters, Ausgabe 10, 2025, ISSN 2377-3766
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.48550/ARXIV.2504.09705

IEEE Transactions on Robotics

Autoren: Löw, Tobias; CALINON, Sylvain
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Robotics, Ausgabe 39 (5), 2023, ISSN 1552-3098
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2212.07237

Forward and inverse diffraction in phasor fields

Autoren: Jorge Garcia-Pueyo, Adolfo Muñoz
Veröffentlicht in: Optics Express, Ausgabe 33, 2025, ISSN 1094-4087
Herausgeber: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/OE.553755

Whole-Body Ergodic Exploration with a Manipulator Using Diffusion

Autoren: Bilaloglu, Cem; Löw, Tobias; Calinon, Sylvain
Veröffentlicht in: IEEE Robotics and Automation Letters, Ausgabe 8(12), 2023, ISSN 2377-3766
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2306.16898