Vědci získávají přehled o mozkové aktivitě během spolupráce člověka a robota

Tým výzkumníků z Texas A&M University použil funkční near-infrared spektroskopii k zachycení funkční mozkové aktivity během spolupráce člověka a robota na výrobní úloze.

Spolupráce mezi lidmi a roboty se stává stále častější v mnoha odvětvích, což zdůrazňuje potřebu zajistit efektivní a hladký vztah mezi nimi. Základní aspekt dosažení tohoto vztahu je ochota lidí důvěřovat chování robotů, ale ukázalo se, že je obtížné tuto důvěru sledovat kvůli subjektivitě.

Výzkum důvěry v autonomii

Dr. Ranjana, která je asociativní profesorkou a ředitelkou laboratoře NeuroErgonomics, řekla, že výzkum důvěry v autonomii jejich laboratoře vychází z jiných projektů zaměřených na interakce mezi lidmi a roboty v bezpečnostně kritických pracovních domenech.

„Zatímco naše pozornost byla dosud zaměřena na pochopení, jak stavy únavy a stresu ovlivňují, jak lidé interagují s roboty, důvěra se stala důležitým konstruktem, který je třeba studovat,“ řekl Mehta. „Zjistili jsme, že když se lidé unaví, snižují svou ostražitost a stávají se více důvěřivými k automatizaci, než by měli. Ale proč tomu tak je, se stává důležitou otázkou, kterou je třeba řešit.“

Nový výzkum byl zveřejněn v Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society.

Zaměřuje se na pochopení vztahů mezi mozkem a chováním, které zahrnují důvěřivé chování operátora, které může být ovlivněno jak lidskými, tak robotickými faktory.

Zachycení funkční mozkové aktivity

Laboratoř se spoléhala na funkční near-infrared spektroskopii k zachycení funkční mozkové aktivity, když operátoři spolupracovali s roboty na výrobních úkolech. Výzkum zjistil, že vadné robotické akce snižovaly důvěru operátora v robota, a nedůvěra byla spojena se zvýšenou aktivitou oblastí v frontálním, motorickém a vizuálním kortexu. Tyto změny ukazovaly na zvýšenou zátěž a zvýšenou situační povědomí. Tým zjistil, že nedůvěřivé chování bylo také spojeno s decouplingem těchto mozkových oblastí, které pracovaly společně. Podle Mehty bylo decoupling větší u vyšších úrovní autonomie robota.

„Co jsme našli nejzajímavější, bylo, že neuronální signály se lišily, když jsme porovnali data o mozkové aktivitě napříč podmínkami spolehlivosti (manipulovanými pomocí normálního a vadného chování robota) ve srovnání s úrovněmi důvěry operátorů (shromážděnými pomocí dotazníků) v robota,“ řekl Mehta. „To zdůraznilo důležitost pochopení a měření vztahů mezi mozkem a chováním důvěry v spolupráci mezi lidmi a roboty, protože vnímání důvěry samo o sobě není ukazatelem toho, jak se důvěřivé chování operátorů vytváří.“

Podle Dr. Sarah Hopko, která je hlavní autorkou výzkumu a nedávnou studentkou průmyslového inženýrství, neuronální odpovědi a vnímání důvěry jsou symptomy důvěřivého a nedůvěřivého chování. Přenášejí informace o tom, jak se důvěra vytváří, porušuje a opravuje s různým chováním robota. Řekla také, že síla multimodálních metrik důvěry, jako je neuronální aktivita a sledování očí, může odhalit nové perspektivy.

Tým se nyní bude snažit rozšířit výzkum do dalších oblastí, jako je reakce na mimořádné události. Budou se také snažit pochopit, jak důvěra v multi-člověk-robot týmech může ovlivnit týmovou a úkolvou práci v bezpečnostně kritických prostředích.

„Práce je kritická, a jsme motivováni zajistit, aby design, hodnocení a integrace robotů do pracovního prostředí byly podpůrné a umožňovaly lidské schopnosti,“ uzavřel Mehta.