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S. Fischer:
"Design and Evaluation of Non-Verbal Cues for the Robot Pepper";
Supervisor: M. Gelautz, D. Stoeva; E193 Institut for Visual Computing and Human-Centered Technology, 2021; final examination: 2021-11-17.

Over the last two decades, research on non-verbal cues for robots has started to include animation-based techniques in the design process. One of the animation principles that only few researchers have used in this context is exaggeration. This work seeks to answer questions about the creation, readability and perception of exaggerated and non-exaggerated non-verbal cues for the robot Pepper. The selected non-verbal cues nodding, leaning, head shaking and gestures were created using three different methods. To answer the research questions about readability and perception, two online surveys, each containing videos of the robot, and four semi-structured interviews were conducted. The first online survey focused on readability of non-verbal cues performed by Pepper and compared different methods of creation as well as exaggerated with non-exaggerated cues. The second online survey investigated how these non-verbal cues changed people´s perception of the robot by comparing random, contextual and exaggerated movements, measured with the Godspeed questionnaire. The interviews centered around gaining more insight into people´s experiences when watching the videos of the robot performing different non-verbal cues. The two Godspeed variables animacy and perceived safety were found to be statistically significant and showed higher scores for exaggerated cues as well as for contextual rather than for random cues. These results were supported by quantitative data from the interviews.

In den letzten 20 Jahren hat die Forschung zu nonverbalen Signalen für Roboter angefangen, animationsbasierte Techniken in den Designprozess einzubinden. Eines dieser Animationsprinzipien, welches erst wenige Forscher in diesem Kontext eingesetzt haben, ist Übertreibung. In dieser Arbeit sollen Fragen zu der Erstellung, Lesbarkeit und Wahrnehmung von übertrieben und nicht übertrieben dargestellten nonverbalen Signalen für den Roboter Pepper beantwortet werden. Die ausgewählten nonverbalen Signale Nicken, nach vorne Lehnen, Kopfschütteln und Gestiken wurden mit drei verschiedenen Methoden erstellt. Um die Forschungsfragen zu Lesbarkeit und Wahrnehmung zu beantworten, wurden zwei Online-Umfragen, welche Videos von dem Roboter beinhalten, und vier semi-strukturierte Interviews durchgeführt. Die erste Online-Umfrage konzentrierte sich auf Lesbarkeit von nonverbalen Signalen, welche von dem Roboter Pepper dargestellt wurden, und verglich verschiedene Methoden der Erstellung, sowie übertrieben mit nicht übertrieben dargestellten Signalen. Die zweite Online-Umfrage untersuchte, wie diese nonverbalen Signale beeinflussten, wie der Roboter von Menschen wahrgenommen wurde. Hierbei wurden zufällige, kontextbezogene und übertriebene Bewegungen mit Hilfe des Godspeed-Fragebogens verglichen. Die Interviews konzentrierten sich darauf, einen tiefergehenden Einblick in die Eindrücke von ausgewählten Umfrage-Teilnehmer*innen zu gewinnen, die die Videos, im Zuge derer der Roboter Pepper unterschiedliche nonverbale Signale darstellt, angeschaut hatten. Die zwei Godspeed-Variablen Animacy und Perceived Safety, welche mit Belebtheit und Wahrgenommener Sicherheit übersetzt werden können, waren statistisch signifikant. Sie zeigten eine höhere Bewertung von übertriebenen und kontextbezogenen nonverbalen Signalen gegenüber zufälligen nonverbalen Signalen. Diese Ergebnisse wurden durch aus den Interviews gewonnene quantitative Daten bestätigt.

Robotics, Human-Robot Interaction, Human Perception, Animation, User Study, Non-verbal Cues