A methodological framework for developing low-resource social robots

The field of social robotics has been marked by significant advances, yet the challenge of creating engaging robots under resource constraints remains to be fully addressed. In this thesis, a methodological framework for developing low-power social robots is proposed, drawing from practical insights gained during the development of a robot at an innovation lab. The framework has been designed to address fundamental challenges in balancing interactive capabilities with limited computational power, memory, and energy consumption. The framework was validated through a real-world case study involving a low-power social robot, where user feedback and interaction metrics demonstrated strong engagement levels despite strict resource limitations. Following the framework's principles enabled successful navigation of the challenges in creating meaningful interactions while optimizing power consumption and computational resources. This research advances the field by providing a practical methodology for developing social robots under resource constraints, offering clear guidelines for balancing essential functionality against hardware limitations. The resulting framework enables developers to create robotic solutions with limited resources, but without compromising on interaction quality.

La robotica sociale ha compiuto notevoli progressi negli ultimi anni, tuttavia resta ancora aperta la sfida di sviluppare robot coinvolgenti in condizioni di risorse limitate. Questa tesi propone un framework metodologico per la progettazione di robot sociali in contesti vincolati da risorse, basandosi sulle esperienze maturate durante lo sviluppo di un robot presso un laboratorio di innovazione. Il framework affronta le problematiche chiave legate al bilanciamento tra capacità interattive e vincoli di potenza computazionale, memoria e consumo energetico. La validazione del framework è avvenuta attraverso un caso studio sul campo che ha coinvolto un robot sociale operante con risorse limitate. I risultati, basati sul feedback degli utenti e sulle metriche di interazione, hanno evidenziato livelli significativi di coinvolgimento nonostante i vincoli presenti. L'applicazione dei principi del framework ha consentito di gestire le sfide nella realizzazione di interazioni significative, ottimizzando al contempo l'utilizzo delle risorse disponibili. Il contributo di questa ricerca consiste in una metodologia pratica per lo sviluppo di robot sociali in presenza di vincoli sulle risorse, fornendo linee guida specifiche per bilanciare le funzionalità essenziali rispetto alle limitazioni hardware. Il framework sviluppato consente ai progettisti di realizzare soluzioni robotiche accessibili e sostenibili mantenendo elevata la qualità dell'interazione.