Physical Cognition for Intelligent Control and Safe Human-Robot Interaction

Informations projet

Sestosenso

N° de convention de subvention: 101070310

DOI

10.3030/101070310

Projet clôturé

Date de signature de la CE 20 Juin 2022

Date de début 1 Octobre 2022

Date de fin 30 Septembre 2025

Financé au titre de

• Digital, Industry and Space

Coût total

€ 4 157 056,25

Contribution de l’UE

€ 4 157 054,50

Coordonné par

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI GENOVA
Italy

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Les liens vers les livrables et les publications des projets du 7e PC, ainsi que les liens vers certains types de résultats spécifiques tels que les jeux de données et les logiciels, sont récupérés dynamiquement sur OpenAIRE .

Livrables

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.

Publications

Conference proceedings (14)

Extending the Cooperative Dual-Task Space in Conformal Geometric Algebra

Auteurs: Löw, Tobias; CALINON, Sylvain
Publié dans: Proc. IEEE Intl Conf. on Robotics and Automation (ICRA), 2024
Éditeur: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2310.19093

Distilling Contact Planning for Fast Trajectory Optimization in Robot Air Hockey

Auteurs: Julius Jankowski, Ante Marić, Puze Liu, Davide Tateo, Jan Peters, Sylvain Calinon
Publié dans: Robotics: Science and Systems XXI, 2025
Éditeur: Robotics: Science and Systems Foundation
DOI: 10.15607/RSS.2025.XXI.115

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

Auteurs: Li, Yiming; Zhang, Yan; Razmjoo, Amirreza; Calinon, Sylvain
Publié dans: Proc. IEEE Intl Conf. on Robotics and Automation (ICRA), 2024
Éditeur: IEEE
DOI: 10.48550/arxiv.2307.00533

Improving Tactile Gesture Recognition with Optical Flow

Auteurs: Shaohong Zhong, Alessandro Albini, Giammarco Caroleo, Giorgio Cannata, Perla Maiolino
Publié dans: 34th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (ROMAN), Numéro (aceepted), 2025
Éditeur: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2508.04338

Robotic Depalletizing via Reinforcement Learning of a Pushing Policy

Auteurs: Argyris Dimou, Marios Kiatos, Sotiris Malassiotis
Publié dans: Communications in Computer and Information Science, Supply Chains, 2024
Éditeur: 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

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

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

Auteurs: Jack Sander, Giammarco Caroleo, Alessandro Albini, Perla Maiolino
Publié dans: 34th International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN), Numéro (accepted), 2025
Éditeur: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2504.02439

A Proxy-Tactile Reactive Control for Robots Moving in Clutter

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

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

Auteurs: Giancarlo Caroleo, Albini Alessandro, D. De Martini, T. D. Barfoot, and Perla Maiolino
Publié dans: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Numéro (accepted), 2025
Éditeur: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2503.03449

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

Auteurs: Giammarco Caroleo, Alessandro Albini, Perla Maiolino
Publié dans: 2025 IEEE 8th International Conference on Soft Robotics (RoboSoft), 2025
Éditeur: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2502.01228

Resource-Efficient GRU for Real-Time Gesture Recognition

Auteurs: Michail Kaseris, Sotiris Malassiotis, Ioannis Kostavelis
Publié dans: 2025 11th International Conference on Automation, Robotics, and Applications (ICARA), 2025
Éditeur: IEEE
DOI: 10.1109/ICARA64554.2025.10977711

Recursive Forward Dynamics for Serial Kinematic Chains using Conformal Geometric Algebra

Auteurs: Tobias Löw, Sylvain Calinon
Publié dans: The 16th International Workshop on the Algorithmic Foundations of Robotics (WAFR), 2024
Éditeur: WAFR
DOI: 10.5281/ZENODO.17258592

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

Auteurs: 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
Publié dans: Optical Sensors 2025, 2025
Éditeur: SPIE
DOI: 10.48550/ARXIV.2507.22456

Configuration Space Distance Fields for Manipulation Planning

Auteurs: Yiming Li, Xuemin Chi, Amirreza Razmjoo, Sylvain Calinon
Publié dans: Proc. Robotics: Science and Systems (RSS), 2024, ISSN 2330-765X
Éditeur: 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

Auteurs: Luca Gualtieri; Federico Fraboni; Hannah Brendel; Patrick Dallasega; Erwin Rauch; Luca Pietrantoni
Publié dans: Procedia CIRP, 2023, ISSN 2212-8271
Éditeur: Elsevier
DOI: 10.1016/j.procir.2023.09.005

Mathematical Model and Experimental Characterization of Vertically Stacked Capacitive Tactile Sensors

Auteurs: Baldini, G; Staiano, M; Grella, F; Frascio, M; Maiolino, P; Cannata, G
Publié dans: IEEE Sensors Journal, Numéro 23 (18), 2023, ISSN 1558-1748
Éditeur: IEEE
DOI: 10.1109/jsen.2023.3300363

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

Auteurs: Yan Zhang, Teng Xue, Amirreza Razmjoo, Sylvain Calinon
Publié dans: IEEE Robotics and Automation Letters, Numéro 9, 2024, ISSN 2377-3766
Éditeur: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.48550/ARXIV.2404.16138

Generating Whole-Arm Avoidance Motion Through Localized Proximity Sensing

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

Sensors

Auteurs: Francesco Giovinazzo; Francesco Grella; Marco Sartore; Manuela Adami; Riccardo Galletti; Giorgio Cannata
Publié dans: Sensors, Numéro 24(4), 2024, ISSN 1424-8220
Éditeur: Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
DOI: 10.3390/s24041334

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

Auteurs: Tommaso Panchetti; Luca Pietrantoni; Gabriele Puzzo; Luca Gualtieri; Federico Fraboni
Publié dans: Applied Sciences, Numéro 13(3), 2023, ISSN 2076-3417
Éditeur: MDPI
DOI: 10.3390/app13031720

Tactile Ergodic Coverage on Curved Surfaces

Auteurs: Cem Bilaloglu, Tobias Löw, Sylvain Calinon
Publié dans: IEEE Transactions on Robotics, Numéro 41, 2025, ISSN 1552-3098
Éditeur: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.48550/ARXIV.2402.04862

A Comprehensive Survey on Deep Learning Methods in Human Activity Recognition

Auteurs: Michail Kaseris; Ioannis Kostavelis; Sotiris Malassiotis
Publié dans: Machine Learning and Knowledge Extraction, Numéro 6(2), 2024, ISSN 2504-4990
Éditeur: MDPI
DOI: 10.3390/make6020040

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

Auteurs: Jorge Garcia-Pueyo, Sergio Cartiel, Emmanuel Bacher, Martin Laurenzis, Adolfo Muñoz
Publié dans: Optics Express, Numéro 33, 2025, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/OE.570548

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

Auteurs: Federico Fraboni, Hannah Brendel, Luca Pietrantoni
Publié dans: Sustainability, Numéro 15, 2023, ISSN 2071-1050
Éditeur: MDPI AG
DOI: 10.3390/su15108113

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

Auteurs: Andrejs Ogurcovs, Ilze Aulika, Sergio Cartiel, Meldra Kemere, Jelena Butikova, Eriks Sledevskis
Publié dans: Sensors, Numéro 25, 2025, ISSN 1424-8220
Éditeur: MDPI AG
DOI: 10.3390/S25175503

GAFRO: Geometric Algebra for Robotics [Tutorial]

Auteurs: Tobias Löw, Philip Abbet, Sylvain Calinon
Publié dans: IEEE Robotics & Automation Magazine, Numéro 32, 2025, ISSN 1070-9932
Éditeur: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.48550/ARXIV.2310.19090

Applied Ergonomics

Auteurs: Gualtieri, Luca; Fraboni, Federico; Brendel, Hannah; PIETRANTONI, LUCA; VIDONI, Renato; Dallasega, Patrick
Publié dans: Applied Ergonomics, Numéro 117, 2024, ISSN 0003-6870
Éditeur: Elsevier
DOI: 10.1016/j.apergo.2024.104246

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

Auteurs: 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
Publié dans: IEEE Sensors Journal, Numéro 24 (20), 2024, ISSN 1558-1748
Éditeur: 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

Auteurs: Francesco Giovinazzo, Francesco Grella, Marco Sartore, Manuela Adami, Riccardo Galletti, Giorgio Cannata
Publié dans: Sensors, Numéro 24, 2024, ISSN 1424-8220
Éditeur: MDPI AG
DOI: 10.3390/S24041334

Online Learning of Continuous Signed Distance Fields Using Piecewise Polynomials

Auteurs: Marić, Ante; Li, Yiming; CALINON, Sylvain
Publié dans: IEEE Robotics and Automation Letters, Numéro 9(6), 2024, ISSN 2377-3766
Éditeur: IEEE
DOI: 10.1109/LRA.2024.3397085

Geometric Algebra for Optimal Control With Applications in Manipulation Tasks

Auteurs: Tobias Löw, Sylvain Calinon
Publié dans: IEEE Transactions on Robotics, Numéro 39, 2024, ISSN 1552-3098
Éditeur: 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

Auteurs: Luca Gualtieri, Federico Fraboni, Hannah Brendel, Luca Pietrantoni, Renato Vidoni, and Patrick Dallasega
Publié dans: Applied Ergonomics, Numéro 117, 2024, ISSN 0003-6870
Éditeur: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/J.APERGO.2024.104246

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

Auteurs: Ilze Aulika, Andrejs Ogurcovs, Meldra Kemere, Arturs Bundulis, Jelena Butikova, Karlis Kundzins, Emmanuel Bacher, Martin Laurenzis, Stephane Schertzer, Julija Stopar, Ales Zore, Roman Kamnik
Publié dans: Materials, Numéro 18, 2025, ISSN 1996-1944
Éditeur: MDPI AG
DOI: 10.3390/MA18143287

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

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

A cross-task visuo-tactile representation using point clouds

Auteurs: Giammarco Caroleo, Alessandro Albini, Perla Maiolino
Publié dans: Intelligent Service Robotics, 2025, ISSN 1861-2776
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S11370-025-00628-8

From Movement Primitives to Distance Fields to Dynamical Systems

Auteurs: Yiming Li, Sylvain Calinon
Publié dans: IEEE Robotics and Automation Letters, Numéro 10, 2025, ISSN 2377-3766
Éditeur: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.48550/ARXIV.2504.09705

IEEE Transactions on Robotics

Auteurs: Löw, Tobias; CALINON, Sylvain
Publié dans: IEEE Transactions on Robotics, Numéro 39 (5), 2023, ISSN 1552-3098
Éditeur: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2212.07237

Forward and inverse diffraction in phasor fields

Auteurs: Jorge Garcia-Pueyo, Adolfo Muñoz
Publié dans: Optics Express, Numéro 33, 2025, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/OE.553755

Whole-Body Ergodic Exploration with a Manipulator Using Diffusion

Auteurs: Bilaloglu, Cem; Löw, Tobias; Calinon, Sylvain
Publié dans: IEEE Robotics and Automation Letters, Numéro 8(12), 2023, ISSN 2377-3766
Éditeur: IEEE
DOI: 10.48550/ARXIV.2306.16898