Investigadores obtienen conocimientos sobre la actividad cerebral durante la colaboración humano-robot

Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas A&M ha utilizado la espectroscopía de infrarrojo cercano funcional para capturar la actividad cerebral funcional durante la colaboración humano-robot en una tarea de fabricación.

La colaboración entre humanos y robots se está volviendo más común en muchas industrias, lo que destaca la necesidad de asegurar una relación efectiva y suave entre ambos. Un aspecto fundamental para lograr esta relación es la disposición de los humanos a confiar en el comportamiento de los robots, pero ha resultado difícil rastrear esto debido a la subjetividad.

Investigación sobre la confianza en la autonomía humana

La Dra. Ranjana, quien es profesora asociada y directora del Laboratorio de NeuroErgonomía, dijo que la investigación de su laboratorio sobre la confianza en la autonomía humana se ramificó a partir de otros proyectos centrados en las interacciones humano-robot en dominios de trabajo de criticidad.

“Mientras que nuestro enfoque hasta ahora ha sido entender cómo los estados de fatiga y estrés de los operadores impactan en la forma en que los humanos interactúan con los robots, la confianza se convirtió en un constructo importante para estudiar”, dijo Mehta. “Encontramos que a medida que los humanos se cansan, bajan la guardia y se vuelven más confiados en la automatización de lo que deberían. Sin embargo, ¿por qué es así se convierte en una pregunta importante para abordar”.

La nueva investigación se publicó en Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society.

Se centra en comprender las relaciones cerebro-comportamiento que involucran los comportamientos de confianza de un operador, que pueden verse influenciados por factores tanto humanos como robot.

Capturando la actividad cerebral funcional

El laboratorio se basó en la espectroscopía de infrarrojo cercano funcional para capturar la actividad cerebral funcional mientras los operadores colaboraban con robots en tareas de fabricación. La investigación encontró que las acciones defectuosas de los robots disminuyeron la confianza del operador en el robot, y la desconfianza se asoció con un aumento de la activación de regiones en la corteza frontal, motora y visual. Estos cambios indicaron un aumento de la carga de trabajo y una mayor conciencia situacional. El equipo encontró que el comportamiento de desconfianza también se asoció con la desconexión de estas regiones cerebrales que trabajan juntas. Según Mehta, la desconexión fue mayor en niveles más altos de autonomía del robot.

“Lo que encontramos más interesante fue que las firmas neuronales difirieron cuando comparamos los datos de activación cerebral a través de condiciones de confiabilidad (manipuladas mediante comportamiento normal y defectuoso del robot) en comparación con los niveles de confianza del operador (recopilados a través de encuestas) en el robot”, dijo Mehta. “Esto enfatizó la importancia de comprender y medir las relaciones cerebro-comportamiento de la confianza en la colaboración humano-robot, ya que las percepciones de confianza solas no son indicativas de cómo los comportamientos de confianza de los operadores se forman”.

Según la Dra. Sarah Hopko, quien es la autora principal de la investigación y una estudiante reciente de ingeniería industrial, las respuestas neuronales y las percepciones de confianza son síntomas de comportamientos de confianza y desconfianza. Transmiten información sobre cómo se construye, viola y repara la confianza con diferentes comportamientos del robot. También dijo que las fortalezas de las métricas de confianza multimodales, como la actividad neuronal y el seguimiento de los ojos, pueden revelar nuevas perspectivas.

El equipo ahora buscará expandir la investigación a otras áreas, como la respuesta a emergencias. También buscarán comprender cómo la confianza en equipos de robot multi-humano puede impactar el trabajo en equipo y la tarea en entornos de criticidad.

“El trabajo es crítico, y estamos motivados para asegurar que el diseño, la evaluación y la integración de la robótica con humanos en el bucle en el lugar de trabajo sean compatibles y empoderen las capacidades humanas”, concluyó Mehta.