Forskere får indsigt i hjernens aktivitet under menneske-robot-samarbejde

Et hold af forskere fra Texas A&M University har brugt funktionel nær-infrarød spektroskopi til at fange funktionel hjernaktivitet under menneske-robot-samarbejde på en produktionsopgave.

Samarbejde mellem mennesker og robotter bliver mere almindeligt i mange brancher, hvilket understreger behovet for at sikre en effektiv og glidende relation mellem de to. Et grundlæggende aspekt af at opnå denne relation er menneskers villighed til at stole på robotadfærd, men det har vist sig svært at spore dette på grund af subjektivitet.

Menneske-Autonomi Tillidsforskning

Dr. Ranjana, der er lektor og direktør for NeuroErgonomics Lab, sagde, at hendes labs menneske-autonomi tillidsforskning udgik fra andre projekter, der fokuserede på menneske-robot-interaktioner i sikkerheds-kritiske arbejdsdomæner.

” Mens vores fokus indtil nu har været at forstå, hvordan operatørernes træthed og stress påvirker, hvordan mennesker interagerer med robotter, blev tillid et vigtigt koncept at studere,” sagde Mehta. “Vi fandt ud af, at når mennesker bliver trætte, lukker de deres vagter og bliver mere tillidsfulde over for automatisering, end de burde. Men hvorfor det er tilfældet, bliver en vigtig spørgsmål at besvare.”

Den nye forskning blev offentliggjort i Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society.

Den fokuserer på at forstå hjernens adfærdsmæssige relationer, der involverer en operatørs tillidsadfærd, som kan påvirkes af både menneskelige og robotfaktorer.

Optagelse af Funktionel Hjernaktivitet

Laboratoriet afhængigt af funktionel nær-infrarød spektroskopi til at fange funktionel hjernaktivitet, mens operatørerne samarbejdede med robotter på produktionsopgaver. Forskningen fandt, at fejlbehaving robotadfærd reducerede operatørens tillid til robotter, og mistilliden var forbundet med øget aktivering af regioner i frontal-, motor- og visuel cortex. Disse ændringer indikerede en øget arbejdsbyrde og forhøjet situationsbevidsthed. Holdet fandt, at mistilliden også var forbundet med afkoblingen af disse hjerneregioner, der arbejdede sammen. Ifølge Mehta var afkoblingen større ved højere robot-autonomi niveauer.

“Det, vi fandt mest interessant, var, at de neurale signaturer forskellige, når vi sammenlignede hjernaktivitetsdata over pålidelighedsbetingelser (manipuleret ved hjælp af normal og fejlbehaving robotadfærd) versus operatørens tillidsniveauer (indsamlet via undersøgelser) i robotter,” sagde Mehta. “Dette understregede vigtigheden af at forstå og måle hjernens adfærdsmæssige relationer af tillid i menneske-robot-samarbejde, da perceptioner af tillid alene ikke er indikativ for, hvordan operatørens tillidsadfærd former sig.”

Ifølge Dr. Sarah Hopko, der er hovedforfatter af forskningen og en ny industriel ingeniørstuderende, er neurale respons og perceptioner af tillid symptomer på tillids- og mistillidsadfærd. De giver information om, hvordan tillid opbygges, krænkes og reparerer med forskellige robotadfærd. Hun sagde også, at styrken af multimodale tillidsmetrikker, såsom neural aktivitet og øje-tracking, kan afsløre nye perspektiver.

Holdet vil nu se på at udvide forskningen til andre områder, såsom nødsituationer. De vil også se på at forstå, hvordan tillid i multi-menneske-robot-hold kan påvirke samarbejde og opgavearbejde i sikkerheds-kritiske miljøer.

“Arbejdet er kritisk, og vi er motiverede til at sikre, at mennesker-i-løkken-robot-design, evaluering og integration i arbejdspladsen er understøttende og styrkende af menneskelige evner,” konkluderede Mehta.