ロボット工学

研究者がロボットに社会的スキルを与えるフレームワークを開発

公開済み

2年前

2021 年 11 月 7 日

画像：MIT

マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者は、ロボットに社会的スキルを与えるための制御フレームワークを開発した。このフレームワークにより、機械は互いに助けたり妨害したりすることが何を意味するのかを理解できるようになり、また、機械自身で社会的行動を実行する方法を学習できるようになります。

ロボットは、シミュレートされた環境で仲間を観察してから、どのようなタスクを達成したいかを推測します。そして、自身の目標に基づいて他のロボットを助けたり妨害したりします。

研究者らはまた、彼らのモデルが現実的で予測可能な社会的相互作用を生み出すことも実証しました。人間の視聴者に、シミュレートされたロボットが相互に対話するビデオを見せたところ、社会的行動が発生しているモデルに同意しました。

ロボットが社会的スキルを発揮できるようにすることで、人間とロボットのより積極的な相互作用を実現できます。新しいモデルにより、科学者は社会的相互作用を定量的に測定できるようになる可能性がある。

Boris Katz は、コンピュータサイエンスおよび人工知能研究所 (CSAIL) の主任研究員および InfoLab グループの責任者であり、頭脳、心、機械センター (CBMM) のメンバーでもあります。

「ロボットはすぐに私たちの世界に住むようになるでしょうが、ロボットは人間の言葉で私たちとコミュニケーションをとる方法を本当に学ぶ必要があります。彼らは、いつ助けるべき時が来たのか、そして何かが起こらないようにするために何ができるかを考える時が来たのかを理解する必要があります。これは非常に初期の研究であり、表面をなぞったばかりですが、これは人間と機械が社会的に相互作用することが何を意味するかを理解するための最初の非常に本格的な試みであると感じています」とカッツ氏は言います。

　研究 CSAIL の研究助手である共同筆頭著者の Ravi Tejwani 氏も含まれています。共同主著者のYen-Ling Kuo氏、CSAIL博士課程の学生。 Tianmin Shu 氏、脳認知科学部門の博士研究員。そして主著者である CSAIL の研究員である Andrei Barbu 氏です。

社会的相互作用の研究

研究者らは、ロボットが XNUMX 次元グリッド上を移動しながら物理的および社会的目標を追求する模擬環境を作成し、チームが社会的相互作用を研究できるようにしました。

ロボットには物理的および社会的目標が与えられました。物理的な目標は環境に関係しますが、社会的な目標は、ロボットが他の人が何をしようとしているかを推測してから、その予測に基づいて自分の行動を決めるようなものになる可能性があります。

このモデルは、ロボットの物理的目標が何か、社会的目標が何であるか、一方を他方よりどの程度重視するかを指定するために使用されます。ロボットが目標に近づくアクションを完了すると、報酬が与えられます。ロボットが仲間を支援しようとすると、他のロボットの報酬と一致するように報酬を調整します。ロボットが他のロボットを妨害しようとしている場合、それに応じて報酬を調整します。アルゴリズムはロボットが取るべき行動を決定し、報酬システムを使用してロボットが物理的および社会的目標を実行するように導きます。

「私たちは、XNUMX 人のエージェント間の社会的相互作用をモデル化するための新しい数学的フレームワークを開きました。あなたがロボットで、場所 X に行きたいと思っていて、私も別のロボットで、あなたが場所 X に行こうとしているのが見えた場合、私はあなたが場所 X に早く到着できるように協力することができます。それは、X を自分の近くに移動すること、別のより良い X を見つけること、または X で実行する必要があったあらゆるアクションを実行することを意味する可能性があります。私たちの定式化により、計画は「方法」を発見することができます。私たちは社会的相互作用が数学的に何を意味するかという観点から「何を」を特定します」とテジワニ氏は言います。

研究者らは数学的枠組みを使用して 0 種類のロボットを定義しました。レベル 1 のロボットには物理的な目標のみがあり、レベル 1 のロボットには物理的な目標と社会的な目標の両方がありますが、他のロボットはすべて物理的な目標しかないことを前提としています。これは、レベル 2 ロボットが、他者を助ける、または妨害するなど、他のロボットの物理的な目標に基づいて行動を起こすことを意味します。レベル XNUMX のロボットは、他のロボットが社会的および物理的な目標を持っていることを前提としており、これらのロボットはより洗練された行動を取ることができます。

モデルのテスト

研究者らは、彼らのモデルが、各フレームで発生している社会的相互作用について人間が考えていることと一致していることを発見しました。

「私たちは、ロボットの計算モデルを構築することだけでなく、人間の側面をより深く掘り下げることにも長期的な関心を持っています。私たちは、人間が社会的相互作用を理解するためにこれらのビデオからどのような特徴を使用しているかを調べたいと考えています。あなたの社会的交流を認識する能力を客観的にテストしてもらえませんか? おそらく、こうした社会的相互作用を認識し、能力を向上させるように人々に教える方法があるかもしれません。これにはまだまだ程遠いですが、社会的交流を効果的に測定できるようになっただけでも大きな前進です」とバーブー氏は言う。

チームは現在、より多くの種類のインタラクションを可能にする環境で 3D エージェントを備えたシステムの開発に取り組んでいます。また、アクションが失敗する可能性がある環境を含めるようにモデルを変更したいと考えており、ニューラルネットワークベースのロボットプランナーをモデルに組み込む予定です。最後に、XNUMX 台のロボットが社会的相互作用を行っているかどうかを判断するために人間が使用する機能に関するデータを収集する実験の実行を検討します。