I nte rna t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n   ( I J RA )   Vo l.   5 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 6 ,   p p .   29 ~ 3 4   I SS N:  2089 - 4856           29       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J RA   I m ple m e nta tion o H u m a n Robo I nteraction   o n  UD O O  Bo a rd       M in   Ra Ne p a li Priy a n k a   C.  K a r th i k J h a r n a   M a ju m d a r   Nitt e   M e e n a k sh In stit u te o f   T e c h n o l o g y ,   Ba n g a lo re         Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   15 ,   2 0 1 5   R ev i s ed   J an   2 8 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Feb   1 9 ,   2 0 1 6       A d v a n c e d   Ro b o f o In tera c ti v e   A p p li c a ti o n   (A RI A is   a   Hu m a n o id   Ro b o ti c   He a d   w h ich   is  c a p a b le  o f   m i m i c k in g   V a rio u Hu m a n   F a c ial  E x p re ss io n s.   M u c h   w o rk   h a b e e n   d o n e   o n   I m p le m e n tatio n   o f   Hu m a n o id   Ro b o ti c   He a d   w it h   Hig h   e n d   s y ste m a n d   P e rs o n a Co m p u ters   ( P C s).  T h is  p a p e p re se n ts   th e   e ss e n ti a e lem e n ts  n e c e ss a r y   f o th e   im p le m e n tatio n   o f   A d v a n c e d   Ro b o t   f o In tera c ti v e   A p p li c a ti o n   (A RI A o n   UD OO   Bo a rd .   T h e   m a in   a im  o f   th e   P r o jec w a to   d e v e lo p   a   c o n tro s y ste m   a n d   G ra p h ica Us e r   In terfa c e   ( GU I)   f o A RI A   to   d e li v e re a ti m e   h u m a n   f a c i a e x p re ss io n u sin g   e m b e d d e d   b o a rd .   Hu m a n o id   Ro b o ti c   He a d   w h ich   is  c a p a b le  o f   m i m ic k in g   Hu m a n   F a c ial  Ex p re ss io n in   Re a ti m e .   Im p le m e n tatio n   o f   A RI     in v o lv e d   c a r e f u se lec ti o n   o f   Em b e d d e d   Bo a rd ,   a c tu a to rs,  c o n tro a lg o ri th m s,   m o to d riv e rs,  o p e ra ti n g   sy ste m ,   c o m m u n ica ti o n   p r o to c o ls,   a n d   p ro g ra m m in g   l a n g u a g e s.   T h e   Bo a rd   c o n tain a   Qu a d   Co r e   A 9   P ro c e ss o a n d   a   Co n tr o ll e r   e m b e d d e d   o n   it ,   w h ich   a re   in terc o n n e c ted .   I n   th is  p r o jec th e   c o n tr o ll e is  d e d ica ted   to   c o n tro m icro   se rv o   m o to rs  w h ic h   a re   c o n tro ll in g   e y e s,  e y e b ro w a n d   e y e li d s   m o v e m e n ts  w h e re a th e   P ro c e ss o Ha n d les   th e   D y n a m ix e m o to rs,   GU a n d   d if fe re n c o m m u n ica ti o n   m o d u les .   K ey w o r d :   Co n tr o ll e r   Cro ss -   P latf o rm   P ro g ra m m in g   D y n a m ix e l   Em b e d d e d   P latf o rm   G r a p h ica Us e r   In terf a c e     Co p y rig h ©   201 6   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Min   R aj   Nep ali,       C en tr Fo r   R o b o tics   R e s ea r ch ,   Nitte  Me en a k s h i I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y B an g alo r e .   E m ail:  n m in r aj 9 2 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     I m m e n s e   w o r k   h a s   b ee n   ca r r i ed   o u o n   b u ild i n g   r o b o ts   w h i ch   lo o k   ali k h u m a n   a n d   ar ca p ab le  o f   m i m ic k in g   f e w   f ac ial  e x p r ess io n s   [ 3 ] .   MI T   L ab   h a s   b ee n   ac tiv el y   i n v o lv ed   i n   r esear c h   r eg ar d in g   HR I   [ 4 ] .   W o r ld w id r esear ch   i s   g o i n g   o n   HR I   a n d   its   b est ap p licab ilit y   in   i n d u s tr ial  an d   ac ad e m ic  ci r cle  [ 6 ] .   Hu m an o id   R o b o tic  Hea d   is   an   ex e m p lar y   o f   in ter d is ci p lin ar y   w o r k   w h ic h   s tr o n g l y   in v o l v es   k n o w led g ac r o s s   v ar io u s   f iel d s   lik e   m e ch a n ical  d e s ig n   a n d   an al y s is ,   co n tr o o f   m o to r s ,   s en s o r   in ter f ac i n g   an d   p r o ce s s in g ,   co m p u ter   v i s io n ,   etc.   T h m ec h an ica f r a m e w o r k   is   d esi g n ed   b y   g r o u p   o f   m ec h a n ical   en g i n ee r s   a n d   t h co n tr o o f   m o to r s   is   ca r r ied   o u b y   th E lectr ical  an d   E lectr o n ics   en g in ee r s   w h er ea s   t h e   d ev elo p m en t o f   GUI   a n d   th C o m p u ter   v i s io n   p ar t is ca r r ie d   o u t b y   C o m p u ter   Scie n ce   E n g in ee r s .   T h P r o j ec t   w a s   ca r r ied   o u t a C e n tr f o r   R o b o tics   R e s ea r ch ,   Nit te  Me e n ak s h i I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y   ( NM I T ) .   C o m p u ter   v is io n   g i v es  co m m a n d s   r elat e d   to   th d if f er en m o v e m e n ts   in   r ea ti m e,   t h ese  co m m a n d s   ar r ec o g n ized   b y   th co n tr o s y s te m   w h ic h   ac t u ates  th m o to r s   r elate d   to   th at  m o v e m e n w h ich   i n   t u r n   m o v th li n k s   attac h ed   to   th o s m o to r s .   An d   f in al l y   th d i f f er e n p ar ts   o f   t h R o b o tic  Hea d   co n n ec ted   to   th a l in k s   ar m o v ed   to   m i m ic  th d i f f er e n f ac ia ex p r ess io n s .   W ell  co o r d in ated   m o v e m e n ts   o f   t h ac tu ato r s   ar r eq u ir ed   in   o r d er   to   m i m ic  t h e   h u m an   f ac ial  e x p r ess io n   i n   s u c h   w a y   t h at  t h d esire d   m e s s a g i s   co n v e y ed   to   th e   o b s er v er .   T h clo s ed   lo o p   co n tr o s y s te m   i n co r p o r ated   f o r   th Hea d   e n s u r es  t h w ell   co o r d in ated   m o v e m en o f   th e   m o to r s   [ 5 ]   [ 7 ] .   Fo r   r ea tim E x p r ess i o n ,   s y n c h r o n iza tio n   o f   th d if f er en ac tio n s   is   n ec e s s ar y   w h ich   w as  tak e n   ca r b y   th r ea d   p r o g r a m m i n g .   Me m o r y   a n d   co d b lo ck   o p ti m izati o n   w as  d o n to   r ed u ce   t h r es p o n s ti m o f   t h e   R o b o tic  Hea d .     T h E m b ed d ed   B o ar d   w as  s elec ted   in   s u c h   w a y   t h at  it  w as  ca p ab le  o f   h an d li n g   all  th e   af o r e m e n tio n ed   ta s k s   s u b tl y .   T h ac tu ato r s   i n v o l v ed   h er ar d y n a m i x el  A X - 1 8 ,   MX - 6 4   w h ic h   w er e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.   5 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 6 :   29     3 4   30   r esp o n s ib le  f o r   Hea d   m o v e m en lik u p ,   d o w n ,   r ig h t,  lef t   an d   o p en in g   o f   m o u t h .   Mo d elin g   a n d   p r o p e r   m o u n ti n g   o f   t h ese  m o to r s   w a s   r eq u ir ed   to   ac h iev ef f ec ti v o u tco m [ 1 ]   [ 2 ] .   T h o th er   m o to r s   in v o lv ed   ar Mic r o   Ser v o   Mo to r s   w h ic h   a r r esp o n s ib le  f o r   th m o v e m en o f   e y es  i n   co n ce r n ed   d ir ec tio n s   s u c h   as  le f t,   r ig h t,  u p   an d   d o w n .     D y n a m i x el   m o to r s   i n it iall y   co n tr o lled   b y   co m p u ter   w er p o r ted   to   UDOO   B o ar d   in   w h ic h   t h li n u x   en v ir o n m e n w a s   s et  u p   f o r   th r eq u ir ed   in ter f ac i n g   an d   GUI   w as  cr ea ted   u s in g   th J av ( ec li p s I DE )   p latf o r m   w h ic h   w a s   i m p le m en ted   o n   t h s a m b o ar d   [ 8 ] [ 9 ]   [ 1 0 ]   [ 1 1 ] So   th at  t h f u ll  f led g ed   s y s te m   is   s o lel y   r ea lized   in   th E m b ed d ed   B o a r d .         2.   SYST E M   O VE RVI E AN P L AT F O RM   SPECI F I C AT I O N S   I n   t h is   p ap er ,   w w a n to   p r esen t h t y p o f   C o n tr o s y s te m   u s ed ,   it s   m et h o d o lo g y ,   i m p le m e n tatio n   s tep s   w it h   t h UDOO   B o ar d   an d   its   v ar io u s   a s p ec ts ,   d ev elo p m en o f   d i f f er e n m o d u les,  i n t eg r atio n   o f   v ar io u s   m o d u les   i n to   w o r k i n g   m o d u le.   I n   th is   s ec tio n ,   d e v elo p m en o f   t h co n tr o al g o r ith m s ,   ac tu ato r s ,   b o ar d s ,   co m m u n icatio n   p r o to co ls ,   an d   p r o g r am m i n g   la n g u a g w il l b d is cu s s ed   in   elab o r ated   v ie w.   C lo s ed   lo o p   C o n tr o s y s te m   h as   b ee n   i m p le m e n ted   i n   o r d er   to   m o n ito r   th e   p o s itio n s   o f   t h e   D y n a m i x el  Mo to r s .   P I co n tr o h as  b ee n   i n co r p o r ated   to   r e d u ce   th er r o r s   i n   P o s itio n   C o n tr o l.  A   d atab ase  is   cr ea ted   o n   th P r o ce s s o r   as  w ell  as  th co n tr o ller   p ar o f   th B o ar d .   T h is   d atab ase  d ef in e s   th m o v e m e n ts   o f   th d if f er en p ar ts   lik Nec k ,   e y es,  e y eb r o w s ,   e y e lid s ,   etc  w h ic h   w as  i n v o k ed   d u r in g   t h ex ec u tio n   o f   t h p ar ticu la r   ex p r ess io n .   T o   ac h i ev th ab o v m en tio n ed   tas k   p o s itio n   co n tr o w a s   in co r p o r ated .     R S2 3 2   s er ial  co m m u n icatio n   p r o to co h as  b ee n   i m p le m e n ted   to   s h ar d ata  an d   co m m a n d s   b et w ee n   d if f er e n m o d u les.   T h ese  d if f er e n m o d u les   in v o lv GUI ,   D y n a m i x el  co n tr o m o d u le,   m icr o   s er v o   m o to r   co n tr o m o d u le  a n d   v o ice  p la y i n g   m o d u le  as  s h o wn   in   t h Fi g u r 1 .           Fig u r 1 .   S y s te m   O v er v ie w   Fig u r 2 .   UDOO   Qu ad   B o ar d       T h co m p lete  s y s te m   i s   r ea lized   u s in g   UDO B o ar d   w h i ch   h a s   q u ad   co r A 9   p r o ce s s o r   an d   co n tr o ller   m o u n ted   o n   it  a s   s h o w n   i n   Fi g u r 2 .   I is   ca p ab le  o f   h a n d li n g   n u m er o u s   tas k s   s i m u ltan eo u s l y .   T h e   p r o ce s s o r   m ai n l y   r u n s   t h G UI   an d   D y n a m ix e co m m an d s   an d   t h e   co n tr o ller   tak e s   ca r o f   th m icr o   s er v o   m o to r s .   I n ter - p r o ce s s o r   co m m u n ica tio n   is   ca r r ied   o u to   p as s   co m m a n d s   f r o m   P r o ce s s o r   to   th co n tr o ller   an d   m o n ito r   t h o u tp u t.   T h GUI   i s   d ev elo p ed   u s in g   j av a   p latf o r m ,   t h m o d u le s   to   co n tr o D y n a m ix el   an d   Ser v o   mo to r s   w er d ev elo p ed   u s i n g   C /C ++   a n d   th m o d u le s   w h ich   co n tr o m icr o - s er v o   m o to r s   w er w r itte n   i n   E m b ed d ed   C .     UDOO   B o ar d   is   n e w l y   la u n c h ed   B o ar d   in   t h m ar k e t   on   Kick s tar ter   an d   m ar k ete d   b y   T en et  T ec h n o tr o n ics  i n   I n d ia .   I s u p p o r ts   L i n u x   a s   w el as   An d r o id .   W h ad   in s talled   Ub u n t u   w h ic h   i s   a   L in u x   b ased   Op er atin g   s y s te m   a n d   w h ich   ca n   b d o w n lo ad ed   f r o m   UDOO   B o ar d   h o m p ag [ 1 2 ] .   Op er atin g   s y s te m   s u p p o r ts   all  t h p r o g r am m in g   la n g u a g es a n d   g i v es  u s   n u m er o u s   ch o ices to   i m p le m e n t o u r   s y s te m .         3.   M E T H O DO L O GY   T h is   s ec tio n   d escr ib es t h v ar i o u s   Mo d u les,  t h eir   f u n ctio n al i t y   an d   d ev elo p m e n tal  s tep s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   I SS N:  2089 - 4856       I mp leme n ta tio n   o f H u ma n   R o b o I n tera ctio n   o n   UDOO   B o a r d   ( Min   R a j Nep a li)   31   3 . 1 .   Dev elo p m e nt  o f   G UI   A   f lo w   ch ar s u m m ar izi n g   t h w o r k   f lo w   o f   o u r   p r o p o s ed   Gr ap h ical  User   I n ter f ac f o r   Hu m an o id   R o b o tic  h ea d   is   d ep icted   in   Fi g u r 3   ab o v e. I n   o r d er   to   s tar th p r o ce s s ,   u s er   h as  to   p r ess   i n itializa tio n   b u t to n   to   ac tu ate  m o to r s ,   w h ic h   r eq u ests   u s er   to   en ter   t h p ass w o r d .   I f   p ass w o r d   g et s   v alid ated ,   th en   th u s er   g ets   ac ce s s   p er m is s io n   to   o p er ate  ac tio n s   w it h   H u m an o id   R o b o tic  Hea d .             Fig u r 3 .   P r o ce s s   f lo w   f o r   th GUI       Seco n d   s tep   is   to   p r ess   START   b u tto n   to   b eg in   A lg o r ith m .   Up o n   click   o f   ST AR T   b u tto n ,   W A KE UP /S L E E P   b u tto n   g et s   ac tiv ated .   B y   d ef a u lt,  all  t h b u tto n s   ex ce p “sp ec if ica t io n ”  b u tto n   w ill  b d is ab le d .   On   click   o f   “w a k eu p ”  b u tto n ,   all  o th er   b u tto n s   g et s   en ab led .   A n d   t h R o b o tic  h ea d   w ak e s   u p   w h ich   in d icate s   it i s   r ea d y   f o r   u s e.   On   click   o f   I ”  b u tto n ; t h s p ec i f icatio n s   o f   t h r o b o tic  h ea d   w ill b d is p la y ed .   T h er ar 2 2   ac tio n   b u tto n s .   Am o n g   w h ic h ,   6   b u tto n s   s h o w s   n ec k   m o v e m en t s   ( R o ll  L e f t,  R o ll R i g h t,  Hea d   Up ,   Hea d   Do w n ,   L e f t,   R ig h t)   6   b u tto n s   ( L a u g h ,   S ad ,   A n g r y ,   Fear ,   Su r p r is e,   T ir ed )   d em o n s tr ates   ex p r ess io n s   an d   o th er   1 0   b u tto n s   ( C lo s Mo u t h ,   Op en   Mo u th ,   C lo s L e f E y e,   C lo s R i g h E y e,   C lo s B o th   E y e,   E y B all  Do w n ,   E y B al Up ,   E y eb r o w   Do w n ,   E y eb r o w   Up ,   L o o k   s id W a y s )   ex h ib it  f ac ial  f ea t u r es  o f   h u m a n o id   r o b o tic  h ea d .   Up o n   s elec tio n   o f   ea ch   b u t to n ,   c o r r esp o n d in g   ac tio n s   ar in v o k ed   in   th UDO O   b o ar d   an d   in   tu r n   in i tiates t h m o to r   m o v e m e n ts   o f   R o b o tic  h ea d .     3 . 2 .     Co ntr o l o f   Dy na m i x el  m o t o rs a nd   m icro   s er v o   m o t o rs   Ass u m in g   th a Hu m an   Facia E x p r ess io n   a n d   Nec k   m o v e m e n ts   ar s tr aig h f ac ex p r es s io n ,   P o s itio n   C o n tr o m et h o d   h as  b ee n   i m p le m en ted   to   ac tu ate  th m o t o r s   to   th r eq u ir ed   g o al  p o s it io n   an d   b ac k   to   th e   o r ig in al  p o s itio n .   Ho m p o s i tio n   is   d ef i n ed   as  t h No r m a p o s itio n   o f   h u m an   Hea d .   T h r eq u ir ed   g o al   p o s itio n   ar p r ed ef in ed   w h ic h   ar f ed   to   th D y n a m ix el  a n d   m icr o   s er v o   co n tr o m o d u le.           Fig u r 4 P lace m e n t o f   Mo to r s   to   ac h iev d if f er e n m o v e m e n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.   5 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 6 :   29     3 4   32   D y n a m i x el   Mo to r s   ar p lace d   in   w a y   a s   s h o w n   i n   Fig u r 4   w h o s co m b i n ed   m o v e m e n t   g iv R o ll ,   P itch   an d   Ya w   m o v e m e n to   th R o b o tic  Hea d .   Mo v e m e n o f   D y n a m ix e m o to r s   a s   w ell   as    m icr o   s er v o   m o to r s   w as   m o n ito r ed   u s i n g   clo s ed   lo o p   co n tr o s y s te m .   D y n a m i x el   m o to r s   ar e   co n n ec ted   t h r o u g h   USB 2 D y n a m i x el  co n tr o ller   wh ich   is   in   f ac co n tr o lled   b y   th C   p r o g r a m   r u n n i n g   o n   t h P r o ce s s o r   o f   th UDOO   B o ar d .   Mic r o   s er v o   m o to r s   ar d ir ec tly   co n tr o lled   f r o m   th d ed icate d   an alo g   p in s   o f   t h C o n tr o ller   p ar in   UDOO   B o ar d .   L ib r ar ie s   l ik d x l_ s d k   w h ic h   ar n ec ess ar y   to   C o n tr o th D y n a m i x el  m o to r s   ar s et  u p   in   th P r o ce s s o r   o f   UDOO   B o ar d .   Ser v o   L ib r ar ies  ar u s ed   to   p ass   t h s er v o   co m m an d s   f o r m   t h C o n tr o ller   p ar t.D 1 -   D y n a m ix el  1   m o to r   ex ec u tes  Ya w   m o t io n   g iv in g   t h R o b o tic  Hea d   tu r n in g   ac tio n . D2 - D y n a m i x el  2   m o to r   ex ec u tes  R o ll   m o tio n   f ac i litati n g   t h R o b o tic  Hea d   f o r   r o llin g   ac tio n . D3 - D y n a m i x el  3   m o to r   ex e cu tes   P itch   m o tio n   p r o v id in g   t h R o b o tic  Hea d   u p   an d   Do w n   m o tio n . D4 - D y n a m i x el  4   m o to r   h e lp s   i n   J a w   m o v e m e n b y   m o v in g   th j a w   u p   a n d   d o w n   t h at   m a k R o b o tic  Hea d   ca p ab le  o f   t alk i n g .   Si m ilar l y ,   ei g h t   Mic r o   s er v o   m o to r s   ar e   attac h ed   to   th E y eb all,   E y eli d   an d   E y eb r o w .   T h ese  m icr o   s er v o   m o to r s   ex ec u te  ac tio n s   r elate d   to   Vis u a l   ex p r ess io n s .       3 . 3 .     Co mm un ica t io n bet w ee n di f f er ent   M o du les   Dif f er e n t   m o d u les  co m m u n ica te  w ith   ea ch   o t h er   i n   o r d er   to   ca r r y   o u t h j o b   s m o o th l y .   G UI   m o d u le   p ass es  co m m an d s   to   th D y n a m i x el  m o d u le  as  w ell  as  t h e   m icr o   s er v o   m o to r s .   T o   Dy n a m i x el  m o to r s ,   th e   GUI   p ass es  co m m a n d s   d ir ec tl y   th r o u g h   t h C   p r o g r a m   t h at  r u n s   in   t h p r o ce s s o r   p ar w h e r ea s   to   m icr o   s er v o   m o to r s   GUI   f ir s p as s es  co m m an d s   to   p r o ce s s o r   an d   p r o ce s s o r   th e n   p as s es  co m m a n d s   t o   th C o n tr o ller   v ia   in ter   p r o ce s s o r   co m m u n icatio n   m o d u le  w h ic h   is   i n b u ilt i n   th UDOO   B o ar d   as d em o n s tr ated   in   th Fi g u r 5 .           Fig u r 5 .   Dif f er en C o m m u n ic atio n   Mo d u les a n d   C o m m u n ic atio n   P r o ce s s   b et w ee n   th e m       4.   RE SU L T S   Fig u r 6   ( a)   s h o w s   t h v ar io u s   b u tto n s   n a m ed   af ter   v ar io u s   H u m a n   Facial  E x p r ess io n s .   Fig u r 6   ( b ) ( c)   s h o w   t h ac tiv a tio n   o f   b u tto n s   af ter   p r ess i n g   t h s tar b u tto n ,   w h ic h   n o w   u s er   ca n   p r ess   to   d e m o n s tr at e   an y   E x p r ess io n .   Fi g u r 6   ( d )   s h o w s   t h s p ec if icat io n   o f   t h R o b o tic  Hea d   s u ch   as  d e g r ee s   o f   f r ee d o m ,   ca p ab ilit ies lik R o ll P itch   Ya w ,   Des ig n   an d   An al y s i s   o f   t h e   R o b o t,  etc.         ( a)     ( b )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   I SS N:  2089 - 4856       I mp leme n ta tio n   o f H u ma n   R o b o I n tera ctio n   o n   UDOO   B o a r d   ( Min   R a j Nep a li)   33       (c )   (d )     Fig u r 6   : ( a)   ( b )   ( c)   ( d )   Dif f er en w i n d o w s   o f   GUI         Fig u r 7   : Ro b o tic  Hea d   Dem o n s tr ati n g   t h R o ll  L e f t M o v e m en t       R e a l   T i m e   E x p r e ssi o n   A c t u a t o r s   D e g r e e s   o f   R o t a t i o n     S e r v o M 1   0   S e r v o M 2   0   S e r v o M 3   0   S e r v o M 4   0   S e r v o M 5   S e r v o M 6   S e r v o M 7   S e r v o M 8   M X 6 4 _ 1   M X 6 4 _ 2   A X 1 8 _ 1   A X 1 8 _ 2   0   0   + 4 0   - 30   H o me   P o si t i o n   H o me   P o si t i o n   H o me   P o si t i o n   H o me   P o si t i o n     Fig u r 8   : Ro b o tic  Hea d   Dem o n s tr ati n g   t h No r m al  Facial  E x p r ess io n         Fig u r 9 .   R o b o tic  Hea d   s h o w i n g   t h An g r y   Face       R e a l   T i m e   E x p r e ssi o n   A c t u a t o r s   D e g r e e   o f   R o t a t i o n     S e r v o M 1   0   S e r v o M 2   0   S e r v o M 3   0   S e r v o M 4   0   S e r v o M 5   S e r v o M 6   S e r v o M 7   S e r v o M 8   M X 6 4 _ 1   M X 6 4 _ 2   A X 1 8 _ 1   A X 1 8 _ 2   0   0   + 4 0   - 30   H o me   P o si t i o n   H o me   P o si t i o n   H o me   P o si t i o n   R e a l   T i m e   E x p r e ssi o n   A c t u a t o r s   D e g r e e   o f   R o t a t i o n     S e r v o M 1   0   S e r v o M 2   0   S e r v o M 3   0   S e r v o M 4   0   S e r v o M 5   S e r v o M 6   S e r v o M 7   S e r v o M 8   M X 6 4 _ 1   M X 6 4 _ 2   A X 1 8 _ 1   A X 1 8 _ 2   + 2 0   0   - 30   + 3 0   H o me   P o si t i o n   H o me   P o si t i o n   H o me   P o si t i o n   H o me   P o si t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.   5 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 6 :   29     3 4   34   Fig u r 7   s h o w s   t h R o b o tic  H ea d   in   No r m al  co n d itio n     F ig u r 8   s h o w s   t h R o b o tic  Hea d   m ak in g   An g r y   Face     Fig u r 9   s h o w s   t h R o b o tic  H ea d   ex ec u ti n g   R o ll  L ef t c o m m an d .       5.   CO NCLU SI O N   AND   F U T U RE   SCO P E   T h e   Ro b o ti c   He a d   d isc u ss e d   in   th is  p a p e is  a   p r o to ty p e   w h ich   is  b a sic a ll y   d e d ica ted   to   e x h ib it   v a rio u p o ss i b le   Hu m a n   F a c ial  Ex p re ss io n s.    T h e   He a d   b a sic a ll y   so ws   f i x e d   a n d   p r e d e f in e d   m o v e m e n ts.   It  d o e n o in v o lv e   th e   d y n a m i c s   in v o lv e d   in   Hu m a n   F a c ial  Ex p re ss io n s.  A lso   i d o e n o sh o w   a n y   so rt  o f   in telli g e n c e .   It  b a sic a ll y   c a n   b e   c o n sid e re d   a a   p latf o rm   to   stu d y   v a rio u s p o ss ib i l it ies   a n d   a p p li c a b il it y   o f   Hu m a n   Ro b o In tera c ti o n   i n   v a rio u s o t h e r s f ield s.   T h e   Ro b o ti c   He a d   c a n   b e   m a d e   in telli g e n b y   a d d in g   R o b u st  V is io n   S y ste m .   M a teria ls  li k e   b io   s e n so rs  a n d   sh a p e   m e m o r y   a ll o y (S M A s)  c a n   b e   u se d   to   f a b rica te  th e   Ro b o ti c   He a d   w h ich   e x h ib it m o re   d e g r e e o f   f r e e d o m   a ll o ws   to   re a li z e   D y n a m ics   o Hu m a n   R o b o In tera c ti o n   i n   a   p re c ise   wa y .   T h e   Ro b o ti c   He a d   c a n   b e   in c o rp o ra ted   w i th   v a rio u o th e A lg o rit h m s an d   c a n   b e   u p g r a d e d   to   c a rry   o u f o ll o w in g   A p p li c a ti o n s.     [1 ]   W e b - M in in g ,   w h e re   th e   Ro b o ti c   He a d   w il lo g in   in to   t h e   in ter n e t,   se a rc h   f o th e   u se d e f in e d   p ro d u c t,   it s rev ie w   (p ro a n d   c o n s) an d   g iv e s u s th e   f e e d b a c k   re g a rd in g   th e   p r o d u c t.   [2 ]   L e a id e n ti f ica ti o n ,   w h e re   th e   Ro b o ti c   He a d   w il id e n ti fy   w h e th e t h e   lea f   is  h e a lt h y   o n o t,   if   th e   lea f   is   u n h e a lt h y   th e   Ro b o w il tell  h o w   m u c h   th e   lea is  a ff e c ted   b y   th e   d ise a se .   [3 ]   A c ti v it y   T ra c k in g ,   w h e re   ro b o w il f in d   o u m o v e m e n in   th e   e n v iro n m e n a n d   in f o r m   w h e t h e th e   o b jec o f   c o n sid e ra ti o n   is  m o v in g   slo w   o f a st.   [4 ]   S e n ten c e   re c o g n iza ti o n   a n d   re a d i n g   o u t   th e   se n te n c e   f ro m   a   wa ll   o a   b o a rd .       ACK NO WL E D G E M E NT   Ou sin c e re   th a n k g o e s   to   t h e   Visio n   G ro u p   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y   (V G S T ),   Ka rn a tak a   to   a c k n o w led g e   o u re se a rc h   a n d   p ro v id e   t h e   f in a n c ial  su p p o rt  to   c a rry   o u th e   re se a rc h   w o rk   a NMIT .   W e   e x p r e ss   o u th a n k to   o u r   c o ll e a g u e a th e   Ro b o ti c Re se a rc h   Ce n ter,  N M IT   w h o   m a d e   si g n if ica n c o n tri b u ti o n   i n   t h is  m u lt i d isc ip li n a ry   re se a rc h   w o rk .         RE F E R E NC E S   [1 ]   P r o f .   Dr.  Ir.   S .   S tra m ig io li ,   ir.   E. C.   De rti e n ,   ir.   G .   v a n   Oo rt,   Ch a ra c teriz a ti o n   a n d   m o d e li n g   o f   a   D y n a m ix e l   se rv o ,   Un iv e rsit y   o f   Tw e n te,  Re p o rt  n r.   0 3 5 CE 2 0 0 8 ,   No v e m b e 2 0 0 8     [2 ]   Da ta  sh e e f o d y n a m i x e m o to in   se c ti o n   o f   tec h n ica su p p o r t   h tt p : // su p p o rt. r o b o ti s.co m /en /t e c h su p p o rt_ e n g . h tm # p ro d u c t/ d y n a m i x e l/ m x _ se rie s/ m x - 28. h tm   [3 ]   No riak M it n u n a g a ,   C h risti a n   S m it h ,   T a k a y u k k a n d a ,   Hiro s h Ish ig u ru ,   No ri h ir o Ha g it a ,   Ro b o Be h a v io r   A d a p tatio n   f o Hu m a n - Ro b o In tera c ti o n   b a se d   o n   p o li c y   g ra d ie n Re in f o rc e m e n L e a rn in g ,   In t e ll ig e n Ro b o ts   a n d   S y ste m s,  2 0 0 5 .   (IROS  2 0 0 5 ) .   2 0 0 5   IEE E/ RS J ,   Da te o f   Co n f .   2 - 6   A u g .   2 0 0 5 ,   p a g e s 2 1 8     2 2 5   [4 ]   Co ry   D.  Kid d , Hu m a n - Ro b o t   In t e ra c ti o n Re c e n Ex p e rim e n ts  a n d   F u t u re   W o rk ,   M IT   M e d ia L a b .   [5 ]   Ka rste n Be rn s,  Jo c h e n Hirth ,   Co n tro o f   f a c ial  e x p re ss io n o f   th e   h u m a n o id   ro b o He a d   ROMAN” ,   In telli g e n t   Ro b o ts  a n d   S y ste m s,  2 0 0 6   I EE E/ RS J ,   Da te o f   Co n f .   9 - 1 5   Oc t.   2 0 0 6 ,   p a g e s 3 1 1 9 - 3 1 2 4 .   [6 ]   M a re n Be n n e w it z ,   F e li x   F a b e r,   D o m in ik   Jo h o ,   M ich a e S c h re ib e r,   a n d   S v e n   Be h n k e ,   En a b l in g   a   H u ma n o id   R o b o t   to   In ter a c wit h   M u lt i p le P e rs o n s ,   DA RH2 0 0 5   Co n f e re n c e ,   S e ss io n   3 . 4   [7 ]   Yo n a sT a d e ss e ,   S h a sh a n k P riy a ,   A n a l y sis  a n d   De sig n   M e th o d :   A n   A p p ro a c h   to   De term in e   Hu m a n o id   S k i n   De f o r m a ti o n ,   T ra n sa c ti o n s o f   th e   A S M E,   0 2 1 0 1 0 - 4   Vo l.   4 ,   M AY   2 0 1 2   [8 ]   UD OO   S tartin g   M a n u a l:   h tt p :/ / u d o o . o rg /d o w n lo a d /f il e s/Do c u m e n ts/UDO O_ S tartin g _ M a n u a l_ b e ta0 . 4 _ 1 1 _ 2 8 _ 2 0 1 3 . p d f   [9 ]   S c h e m a ti c s:   h tt p :/ /u d o o . o rg / d o w n lo a d /f il e s/sc h e m a ti c s/UD O O_ REV _ D _ sc h e m a ti c s.p d f   [1 0 ]   UD OO   P i n o u t:   h tt p :/ /u d o o . o rg /d o w n lo a d /f il e s/p in o u t/ Ud o o _ p i n o u t _ d iag ra m . p d f   [1 1 ]   Da tas h e e t:   h tt p :/ /www . se c o . c o m / m is k /UDO O_ d a tas h e e t. p d f   [1 2 ]   h tt p : // e li n u x . o rg /UDO O     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.