Testing of eye tracking devices is done by humans looking at well defined stimuli. This way of testing eye trackers is not accurate enough because of human errors. The goal of this thesis is to design and construct reliable robotic eyes that can mimic the behaviour of human eyes. After a pre-study where human eyes, eye tracking and previous robotic eyes were studied, system requirements and specifications were formulated. Based on the re-quirements important design decisions were taken such as the use of RC servo motors, push rods, microcontrollers and a Raspberry Pi. Later the inverse kinematics of the movements and a saccade’s path planing were modelled. Additional mechanical de-sign features are rotation of the head and adjustment of the interpupillary distance. The robot is controlled using two types of application programming interfaces (APIs.) The first API is used to control the motors and the second API builds on top of the first API but is used to design paths of different eye movements between fixation points. All eye movement calculations are computed on the Raspberry Pi before the movements are communicated in real time to the microcontroller which directly performs the control signal. The robot was tested using the integrated lasers in the eyes and a video cam-era with slow motion capabilities to capture the projected laser dot on a wall. The properties tested are saccade, smooth pursuit, head rotation and eye tracking device compatibility. The results show high precision but not enough accuracy. The robot needs a few mechanical improvements such as removing the backlash in the rotat-ing joints on the eyes, decreasing the flexibility of some of the 3D printed parts and assuring symmetry in the design. The robot is a powerful testing platform capa-ble of performing all eye movement types with high-resolution control of both eyes independently through an API. / Eyetracking utrustning testas av människor som tittar på väldefinierade stimuli. Att testa eyetracking på det här sättet är inte tillräckligt noggrant på grund av mänskligt fel. Malet med detta examensarbete är att designa och bygga en pålitlig ögonrobot som kan härma beteendet hos mänskliga ögon. Efter en förstudie om mänskliga ögon, eyetracking och existerade robotögon formulerades system-krav och -specikationer. Baserat på dessa krav togs en del betydande designbeslut som att använda RC servomotorer, tryckstånger, mikrokontrollers och en Raspberry Pi. Senare modellerades den inverterade kinematiken av rörelserna och saccaders banor. Ytterligare mekaniska funktioner är rotation av huvudet och justering av avståndet mellan pupillerna. Roboten styrs med hjälp av två applikationsprogrammeringsgränssnitt (API). Det första API:et används för att styra motorerna och det andra API:et bygger på det första men används för att bygga rörelsevanor av olika ögonrörelser mellan fixationspunkter. Alla ögonrörelseberåkningar görs på Raspberry Pin innan rörelsen kommuniceras i realtid till mikrokontrollen som på direkten exekverar styrsignalen. Roboten testades med integrerade lasrar i ögonen och en kamera med slow motion funktionalitet för att fånga laser prickens projektion på en vägg. Funktioner som testades är saccader, smooth pursuit, huvudrotation och eyetracking kompatibilitet. Resultat visade en hög precision men inte tillräckligt hög noggrannhet. Roboten behöver några få mekaniska förbättringar som att få bort glappet i de roterande lederna på ögat, minska flexibiliteten i några av de 3D-utskrivna delarna och garantera symmetri i designen. Roboten är en kraftfull testplatform kapabel till att utföra alla typer av ögonrörelser med högupplöst kontroll av båda ögonen var för sig genom ett API.

Eyetracking applications are becoming more and more common. Applications such as monitoring a driver's focus on the road and behavior of customers in a store are just a few examples. For a long time, eye tracking has been expensive and too complex to make all kinds of applications. Thanks to the recent explosion in camera sensor technology it is possible to develop eye trackers cheaper and better. However, developing and testing these sensors requires advanced algorithms. These algorithms are then tested by a variety of people to confirm that they work. This thesis will try to see if it is possible to make robotic eyes that move like a human's eyes. This project includes a detailed process for developing a human- robotic head. Implemented movements on the robot are Saccader and smooth- pursuit with potential for Vergence movements and Vestibulo-ocular movements and microsaccades. The robot head could be used instead of a person for Eyetrackers. The report contains how the author developed the electronics to power the robotic human head. The electronics scheme is discussed and developed. The model of how the robot head and its eyes moves are explained and then implemented. The thesis also contains an explanation of the software used. With this project, it will make it easier to invent and develop good Eye trackers. / Applicationer med Eyetracking börjar bli mer och mer vanliga. Applikationer som att övervaka en chaförs fokus på vägen samt beteende hos kunder i en butik är bara ett få exempel. Under lång tid har ögonspårning varit dyrt och för komplex för att göra alla möjliga applikationer. Tack vare den senaste tidens explosion i teknik i kamerasensor går det att utveckla ögonspårare billigare och bättre. Men att utveckla och testa dessa sensorer kräver avancerade algoritmer. Dessa algoritmer testas sedan av en mängd personer för att bekräfta att de fungerar. Denna avhandling kommer att försöka se om det är möjligt att göra robotögon som rör sig som en människas ögon. Detta projekt innehåller en detaljerad process för att utveckla ett mänskligt robot huvud. Implementerade rörelser på roboten är Saccader och smoothpursuit med potentioal för Vergence-rörelser och Vestibulo-okulära rörelser och microsaccades. Robothuvudet skulle kunna användas istället för en person för Eyetrackers. Rapporten innehåller hur författaren utvecklat elektroniken för att driva det robotiska mänskliga huvudet. Elektronik-schemat diskuteras och utvecklas. Modellen av hur robothuvudet och dess ögon förklaras och sedan implementeras. I avhandlingen finns även en förklaring av den programvara som används. Med detta projekt kommer det bli lättare att ta fram och utveckla bra Eyetrackers