Tino: first-person embodiment and collaboration with a non-anthropomorphic robot

This thesis explores whether embodiment and empathy, typically associated with human-like avatars and rich interaction, can be supported when the agent is a non-anthropomorphic robot controlled in first-person VR and collaboration relies on reduced, mainly non-verbal cues. The work is developed within the Physical Metaverse project and uses Tino as a platform to connect a first-person virtual control experience with a physical robot operating in a shared environment. Rather than making the robot appear human-like, the thesis focuses on how a morphologically different body can be experienced as a locus of action by the operator and interpreted as a meaningful partner by an external human. To address this question, a VR-based control system and an interactive setup were designed to enable cooperative activity between an operator embodied in the robot and a co-located partner. The experimental framework evaluates embodiment, communication and collaboration under constrained channels, combining subjective measures with behavioral observations collected during task execution. The thesis presents the system architecture, the study protocol and the adopted measures, providing a structured basis to analyze how first-person control, minimal expressivity and task interdependence shape human–robot interaction in Physical Metaverse scenarios.

Questa tesi esplora se embodiment ed empatia, tipicamente associate ad avatar umanoidi e a interazioni ricche, possano emergere quando l’agente è un robot non antropomorfo controllato in realtà virtuale in prima persona e la collaborazione si basa su canali ridotti, principalmente non verbali. Il lavoro è sviluppato all’interno del progetto Physical Metaverse e utilizza Tino come piattaforma per connettere un’esperienza di controllo virtuale in prima persona con un robot fisico che opera in un ambiente condiviso. Invece di rendere il robot simile a un essere umano, la tesi si concentra su come un corpo morfologicamente diverso possa essere vissuto dall’operatore come locus d’azione e interpretato da un umano esterno come un partner significativo. Per affrontare questa domanda, sono stati progettati un sistema di controllo in VR e un setup interattivo per abilitare un’attività cooperativa tra un operatore embodied nel robot e un partner presente nello stesso spazio. Il framework sperimentale valuta embodiment, comunicazione e collaborazione in condizioni di canali limitati, combinando misure soggettive con osservazioni comportamentali raccolte durante l’esecuzione del compito. La tesi presenta l’architettura del sistema, il protocollo di studio e le misure adottate, fornendo una base strutturata per analizzare come il controllo in prima persona, l’espressività minima e l’interdipendenza del compito influenzino l’interazione umano–robot in scenari di Physical Metaverse.