Purpose – The purpose of the study is to expand the knowledge of how wheel motor currents can be combined with machine learning to be used in a collision detection system for autonomous robots, in order to decrease the number of external sensors and open new design opportunities and lowering production costs. Method – The study is conducted with design science research where two artefacts are developed in a cooperation with Globe Tools Group. The artefacts are evaluated in how they categorize data given by an autonomous robot in the two categories collision and non-collision. The artefacts are then tested by generated data to analyse their ability to categorize. Findings – Both artefacts showed a 100 % accuracy in detecting the collisions in the given data by the autonomous robot. In the second part of the experiment the artefacts show that they have different decision boundaries in how they categorize the data, which will make them useful in different applications. Implications – The study contributes to an expanding knowledge in how machine learning and wheel motor currents can be used in a collision detection system. The results can lead to lowering production costs and opening new design opportunities. Limitations – The data used in the study is gathered by an autonomous robot which only did frontal collisions on an artificial lawn. Keywords – Machine learning, K-Nearest Neighbour, Multilayer Perceptron, collision detection, autonomous robots, Collison detection based on current. / Syfte – Studiens syfte är att utöka kunskapen om hur hjulmotorstömmar kan kombineras med maskininlärning för att användas vid kollisionsdetektion hos autonoma robotar, detta för att kunna minska antalet krävda externa sensorer hos dessa robotar och på så sätt öppna upp design möjligheter samt minska produktionskostnader Metod – Studien genomfördes med design science research där två artefakter utvecklades i samarbete med Globe Tools Group. Artefakterna utvärderades sedan i hur de kategoriserade kollisioner utifrån en given datamängd som genererades från en autonom gräsklippare. Studiens experiment introducerade sedan in data som inte ingick i samma datamängd för att se hur metoderna kategoriserade detta. Resultat – Artefakterna klarade med 100% noggrannhet att detektera kollisioner i den giva datamängden som genererades. Dock har de två olika artefakterna olika beslutsregioner i hur de kategoriserar datamängderna till kollision samt icke-kollisioner, vilket kan ge dom olika användningsområden Implikationer – Examensarbetet bidrar till en ökad kunskap om hur maskininlärning och hjulmotorströmmar kan användas i ett kollisionsdetekteringssystem. Studiens resultat kan bidra till minskade kostnader i produktion samt nya design möjligheter Begränsningar – Datamängden som användes i studien samlades endast in av en autonom gräsklippare som gjorde frontalkrockar med underlaget konstgräs. Nyckelord – Maskininlärning, K-nearest neighbor, Multi-layer perceptron, kollisionsdetektion, autonoma robotar

The research addresses current shortcomings of autonomous service robots operating in domestic environments by considering the concept of a semi-autonomous robot that would be supported by human remote operators whenever the robot cannot handle a task autonomously. The main research objective was to investigate how to design the human-robot interaction for a robotic system to assist elderly people with physical tasks at home according to this conceptual idea. The research procedure followed the principles of human-centered design and is structured into four phases: In the first phase, the context of use of the system to be designed was determined. A focus group study yielded characteristics and attitudes of several potential user groups. A survey determined the demands of elderly people and informal caregivers for services a semiautonomous assistive robot may provide. An ethnographic study investigated the living conditions of elderly people and determined technical challenges for robots operating in this type of environment. Another ethnographic study investigated the work environment in teleassistive service centers and determined the feasibility of extending their range of services to incorporate robotic teleassistance. In the second phase, two studies were carried out to understand the interaction requirements. The first study determined common types of failure of current autonomous robots and required human interventions to resolve such failure states. The second study investigated how the human assistance could be provided considering a range of potential interaction devices. In the third phase, a human-robot interaction concept with three user groups and dedicated user interfaces was designed. The concept and user interfaces were refined in an iterative process based on the results of evaluations with prospective users and received encouraging results for user satisfaction and user experience. In the fourth and final phase the utility of two specific user interface features was investigated experimentally. The first experiment investigated the utility of providing remote operators with global 3D environment maps during robot navigation and identified beneficial usage scenarios. The second experiment investigated the utility of stereoscopic display for remote manipulation and robot navigation. Results suggested temporal advantages under stereoscopic display for one of three investigated task types and potential advantages for the other two. / Forskningen behandlar problem med autonoma robotar som agerar i hemmiljö. Specifikt studeras konceptet semi-autonoma robotar, vilket innebär att robotarna stöds av mänskliga operatörer när de inte klarar uppgifter på egen hand. Syftet med forskningen är att undersöka design av människa-robotinteraktion för robotsystem som stöder äldres behov av hjälp med fysiska uppgifter i hemmiljö. Forskningen är användarcentrerad och har strukturerats i fyra faser: I den första fasen undersöktes användarkontexten för systemet. I en fokusgruppsstudie utforskades karakteristika och attityder för flera potentiella användargrupper. Kraven på en semi-autonom robot för att assistera äldre och informella vårdgivare fastställdes. En enkätstudie undersökte levnadsvillkor hos äldre för att utforska tekniska utmaningar dessa omgivningar ställer på robotar. En etnografisk studie undersökte arbetskontexten på servicecenter för teleassistans och undersökte genomförbarhet i att utöka tjänsteutbudet till att även inkludera teleassisterade robotar. I den andra fasen utfördes två studier för att få kunskap om interaktionskrav. Den första studien fastställde vanliga typer av fel som inträffar med nuvarande typer av autonoma robotar och de typer av mänsklig assistans som krävs för att hantera dessa fel. Den andra studien undersökte hur mänsklig assistans kan utformas givet en repertoar av potentiella interaktionsanordningar. I den tredje fasen utformades ett interaktionskoncept för människa-robot interaktionen för tre användargrupper med dedicerade gränssnitt. Koncepten och användargränssnitten förfinades i en iterativ process baserat på resultat från utvärderingar med tänkta användare, och resulterade i uppmuntrande resultat vad gäller användarnas uppskattning och tillfredsställelse. I den fjärde och sista fasen studerades nyttan hos två specifika gränssnitt experimentellt. Det första experimentet undersökte nyttan med att ge operatörer på distans globala 3D-kartor under robotnavigeringen och identifierade användarscenarier där detta kan utnyttjas. Det andra experimentet undersökte nyttan med en stereoskopisk display för att manipulera och navigera roboten på distans. Resultaten visar på temporala fördelar med stereoskopisk display för en av tre undersökta uppgiftstyper och potentiella fördelar för de andra två.