Les chercheurs acquièrent une compréhension de l’activité cérébrale lors de la collaboration humain-robot

Une équipe de chercheurs de l’Université Texas A&M a utilisé la spectroscopie fonctionnelle par infrarouge proche pour capturer l’activité cérébrale fonctionnelle lors de la collaboration humain-robot sur une tâche de fabrication. 

La collaboration entre les humains et les robots devient de plus en plus courante dans de nombreuses industries, ce qui met en évidence la nécessité d’assurer une relation efficace et fluide entre les deux. Un aspect fondamental pour parvenir à cette relation est la volonté des humains de faire confiance au comportement des robots, mais il s’est avéré difficile de suivre cela en raison de la subjectivité. 

Recherche sur la confiance dans l’autonomie humaine

Le Dr Ranjana, qui est professeur associé et directeur du laboratoire NeuroErgonomics, a déclaré que les recherches de son laboratoire sur la confiance dans l’autonomie humaine ont divergé d’autres projets axés sur les interactions humain-robot dans les domaines de travail critiques. 

“Alors que notre objectif jusqu’à présent était de comprendre comment les états de fatigue et de stress des opérateurs affectent la façon dont les humains interagissent avec les robots, la confiance est devenue un concept important à étudier”, a déclaré Mehta. “Nous avons constaté que lorsque les humains sont fatigués, ils baissent leur garde et deviennent plus confiants dans l’automatisation qu’ils ne le devraient. Cependant, pourquoi cela est le cas devient une question importante à résoudre.” 

Les nouvelles recherches ont été publiées dans Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society. 

Elle se concentre sur la compréhension des relations cerveau-comportement impliquant les comportements de confiance de l’opérateur, qui peuvent être influencés à la fois par des facteurs humains et robotiques.

Capturer l’activité cérébrale fonctionnelle 

Le laboratoire s’est appuyé sur la spectroscopie fonctionnelle par infrarouge proche pour capturer l’activité cérébrale fonctionnelle alors que les opérateurs collaboraient avec des robots sur des tâches de fabrication. La recherche a constaté que les actions défectueuses du robot diminuaient la confiance de l’opérateur dans le robot, et la méfiance était associée à une activation accrue des régions du cortex frontal, moteur et visuel. Ces changements indiquaient une charge de travail croissante et une conscience situationnelle accrue. L’équipe a constaté que le comportement de méfiance était également associé à la désynchronisation de ces régions cérébrales travaillant ensemble. Selon Mehta, la désynchronisation était plus importante aux niveaux d’autonomie du robot plus élevés.

“Ce que nous avons trouvé le plus intéressant, c’est que les signatures neuronales différaient lorsque nous comparions les données d’activation cérébrale à travers les conditions de fiabilité (manipulées à l’aide d’un comportement de robot normal et défectueux) par rapport aux niveaux de confiance de l’opérateur (collectés via des enquêtes) dans le robot”, a déclaré Mehta. “Cela a souligné l’importance de comprendre et de mesurer les relations cerveau-comportement de la confiance dans les collaborations humain-robot, puisque les perceptions de confiance seules ne sont pas indicatives de la façon dont les comportements de confiance des opérateurs se forment.”

Selon le Dr Sarah Hopko, qui est l’auteur principal de la recherche et une étudiante récente en ingénierie industrielle, les réponses neuronales et les perceptions de confiance sont des symptômes de comportements de confiance et de méfiance. Ils fournissent des informations sur la façon dont la confiance est établie, rompue et rétablie avec différents comportements de robot. Elle a également déclaré que les forces des métriques de confiance multimodales, telles que l’activité neuronale et le suivi des yeux, peuvent révéler de nouvelles perspectives. 

L’équipe va maintenant chercher à élargir la recherche à d’autres domaines, tels que la réponse aux urgences. Ils vont également chercher à comprendre comment la confiance dans les équipes de robots multi-humains peut avoir un impact sur le travail d’équipe et le travail dans les environnements critiques. 

“Le travail est crucial, et nous sommes motivés pour nous assurer que la conception, l’évaluation et l’intégration de la robotique avec les humains dans la boucle de conception, ainsi que leur intégration sur le lieu de travail, sont favorables et renforcent les capacités humaines”, a conclu Mehta.