Tutkijat saavat lisää tietoa aivojen toiminnasta ihmisen ja robotin yhteistyössä

Texasin A&M-yliopiston tutkijaryhmä on käyttänyt toiminnallista lähi-infrapunaspektroskopiaa aivojen toiminnan tallentamiseen ihmisen ja robotin yhteistyössä valmistustehtävissä.

Ihmisen ja robotin välinen yhteistyö on yleistymässä monilla aloilla, mikä korostaa tarvetta tehokkaalle ja sujuvalle suhteelle näiden kahden välillä. Tärkeä asia tämän suhteen saavuttamiseksi on ihmisen halukkuus luottaa robottiin, mutta se on osoittautunut vaikeaksi seurattavaksi subjektiivisuuden vuoksi.

Ihmisen luottamusta autonomisiin järjestelmiin koskeva tutkimus

Tohtori Ranjana, joka on apulaisprofessori ja NeuroErgonomics Lab -laboratorion johtaja, sanoi, että hänen laboratorionsa ihmisen luottamusta autonomisiin järjestelmiin koskeva tutkimus oli alkanut muista hankkeista, jotka keskittyivät ihmisen ja robotin vuorovaikutuksiin turvallisuuskriittisissä työalueissa.

“Vaikka fokuksemme oli aluksi ymmärtää, miten operaattorien väsymys ja stressi vaikuttavat siihen, miten ihmiset ovat vuorovaikutuksessa robottien kanssa, luottamus muodostui tärkeäksi tutkimuskohteeksi”, Mehta sanoi. “Havaitsemme, että kun ihmiset väsyvät, he laskevat valppauttaan ja luottavat enemmän automaatioon kuin heidän pitäisi. Mutta miksi se on tapahtumassa, on tärkeä kysymys, johon on vastattava.”

Uusi tutkimus julkaistiin Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society -julkaisussa.

Se keskittyy ymmärtämään aivojen ja käyttäytymisen suhteita, jotka liittyvät operaattorin luottamukseen, ja joihin voivat vaikuttaa sekä ihmisen että robotin tekijät.

Toiminnallisen aivotoiminnan havainnointi

Laboratorio käytti toiminnallista lähi-infrapunaspektroskopiaa aivojen toiminnan tallentamiseen, kun operaattorit tekivät valmistustehtäviä yhteistyössä robottien kanssa. Tutkimus osoitti, että virheelliset robotin toiminnot vähensivät operaattorin luottamusta robottiin, ja epäluottamus liittyi lisääntyneeseen aktivaatioon otsa-, liike- ja näköaivokuoren alueilla. Nämä muutokset osoittivat kasvavan työkuorman ja paremman tilannetietoisuuden. Tutkijaryhmä totesi, että epäluottamus oli myös yhteydessä näiden aivotoimintojen yhteistyön heikentymiseen. Mehtan mukaan näiden aivoalueiden toiminnallinen irtikytkeytyminen oli voimakkaampaa robotin autonomian ollessa suurempi.

“Mikä meistä kiinnosti eniten, oli se, että neuronaaliset signaalit erosivat, kun vertasimme aivoaktivaatiotietoja eri luotettavuusolosuhteissa (joita muunneltiin robotin normaalin ja virheellisen toiminnan avulla) verrattuna operaattorin luottamustasoihin (joita mitattiin kyselyillä)”, Mehta sanoi. “Tämä korosti aivotoiminnan ja käyttäytymisen suhteiden ymmärtämisen tärkeyttä ihmisen ja robotin yhteistyössä, koska pelkät koetun luottamuksen arviot eivät osoita, miten operaattorien luottamusta ilmentävä käyttäytyminen muodostuu.”

Tohtori Sarah Hopko, joka on tutkimuksen pääkirjoittaja ja vastavalmistunut teollisuusinsinööri, sanoi, että neuronaaliset vastaukset ja luottamuksen havaitseminen ovat oireita luottamuksesta ja epäluottamuksesta. Ne välittävät tietoa siitä, miten luottamus rakentuu, rikkoontuu ja korjataan eri robotin käyttäytymisen avulla. Hän myös sanoi, että monimodaalisten luottamismittareiden, kuten neuronaalisen toiminnan ja silmänseurannan, voimakkuus voi paljastaa uusia näkökulmia.

Tutkijaryhmä aikoo laajentaa tutkimusta muihin aloihin, kuten hätätilanteisiin. He myös aikovat ymmärtää, miten luottamus monen ihmisen ja robotin tiimien välillä voi vaikuttaa tiimityöhön ja tehtävään turvallisuuskriittisissä ympäristöissä.

“Tämä työ on kriittistä, ja me olemme motivoituneita varmistamaan, että ihmisen mukana ohjaussilmukassa pitävien robottien suunnittelu, arviointi ja integrointi työpaikalle ovat tukevia ja voimaannuttavia ihmisten kyvyille”, Mehta totesi.