I ricercatori ottengono insight sull’attività cerebrale durante la collaborazione uomo-robot

Un team di ricercatori dell’Università del Texas A&M ha utilizzato la spettroscopia near-infrarossa funzionale per catturare l’attività cerebrale funzionale durante la collaborazione uomo-robot in un compito di produzione.

La collaborazione tra esseri umani e robot sta diventando sempre più comune in molti settori, il che evidenzia la necessità di garantire una relazione efficace e fluida tra i due. Un aspetto fondamentale per raggiungere questo obiettivo è la disponibilità degli esseri umani a fidarsi del comportamento dei robot, ma si è rivelato difficile da monitorare a causa della soggettività.

Ricerca sulla fiducia nell’autonomia umana

La dottoressa Ranjana, professore associato e direttrice del NeuroErgonomics Lab, ha affermato che la ricerca del suo laboratorio sulla fiducia nell’autonomia umana si è ramificata da altri progetti focalizzati sulle interazioni uomo-robot in ambienti di lavoro critici.

“Finora il nostro focus era capire come gli stati di fatica e stress degli operatori influenzano il modo in cui gli esseri umani interagiscono con i robot, ma la fiducia è diventata un costrutto importante da studiare”, ha detto Mehta. “Abbiamo scoperto che quando gli esseri umani si stancano, abbassano la guardia e diventano più fiduciosi dell’automazione di quanto non dovrebbero. Tuttavia, capire il perché è una domanda importante da affrontare.”

La nuova ricerca è stata pubblicata su Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society.

Si concentra sul comprendere le relazioni tra il cervello e il comportamento che coinvolgono i comportamenti di fiducia degli operatori, che possono essere influenzati da fattori sia umani che robotici.

Catturare l’attività cerebrale funzionale

Il laboratorio si è affidato alla spettroscopia near-infrarossa funzionale per catturare l’attività cerebrale funzionale mentre gli operatori collaboravano con i robot in compiti di produzione. La ricerca ha scoperto che le azioni difettose del robot hanno diminuito la fiducia dell’operatore nel robot e che la sfiducia era associata a un aumento dell’attivazione di aree del cervello frontale, motorio e visivo. Questi cambiamenti hanno indicato un aumento del carico di lavoro e una maggiore consapevolezza situazionale. Il team ha scoperto che il comportamento di sfiducia era anche associato alla disconnessione di queste aree cerebrali che lavorano insieme. Secondo Mehta, la disconnessione era maggiore ai livelli di autonomia del robot più alti.

“Quello che abbiamo trovato più interessante è che le firme neurali differivano quando abbiamo confrontato i dati di attivazione cerebrale attraverso condizioni di affidabilità (manipolate utilizzando comportamenti normali e difettosi del robot) rispetto ai livelli di fiducia dell’operatore (raccolti tramite sondaggi) nel robot”, ha detto Mehta. “Ciò ha sottolineato l’importanza di comprendere e misurare le relazioni tra il cervello e il comportamento della fiducia nelle collaborazioni uomo-robot, poiché le percezioni della fiducia da sole non sono indicative di come i comportamenti di fiducia degli operatori si formano.”

Secondo la dottoressa Sarah Hopko, autrice principale della ricerca e recente studentessa di ingegneria industriale, le risposte neurali e le percezioni della fiducia sono sintomi dei comportamenti di fiducia e sfiducia. Trasmettono informazioni su come la fiducia si costruisce, si viola e si ripara con diversi comportamenti del robot. Ha anche affermato che le forze di metriche di fiducia multimodali, come l’attività neurale e il tracciamento degli occhi, possono rivelare nuove prospettive.

Il team si concentrerà ora sull’ampliamento della ricerca in altre aree, come la risposta alle emergenze. Cercheranno anche di capire come la fiducia nelle squadre di robot multi-umani possa influenzare il lavoro di squadra e il lavoro in ambienti critici.

“Il lavoro è critico e siamo motivati a garantire che la progettazione, la valutazione e l’integrazione dei robot con esseri umani nel loop siano supportivi e potenzianti delle capacità umane”, ha concluso Mehta.