研究者が人間とロボットのコラボレーションにおける脳活動についての洞察を得る

テキサスA&M大学の研究者チームは、機能的近赤外分光法を使用して、製造タスクにおける人間とロボットのコラボレーション中に機能的脳活動を捉えることに成功しました。

さまざまな業界で人間とロボットのコラボレーションがより一般的になるにつれ、両者の間で効果的でスムーズな関係を確立する必要性が強調されます。この関係を達成するための基本的な側面は、人間がロボットの行動を信頼する意欲です。しかし、主観性のため、これを追跡することは難しいことが証明されています。

人間と自律性の信頼に関する研究

ネウロエルゴノミクス研究所の准教授兼所長であるランジャナ博士は、彼女の研究所の人間と自律性の信頼に関する研究は、安全性の重要な作業ドメインにおける人間とロボットの相互作用に焦点を当てた他のプロジェクトから分岐したものであると述べました。

「私たちの焦点は、これまでに人間の疲労とストレスの状態がロボットとの人間の相互作用にどのように影響するかを理解することだったが、信頼は重要な構成要素として研究されるべきであることがわかった」とメータは述べた。「人間が疲れると、警戒心を緩め、自動化に対して必要以上に信頼するようになる。しかし、その理由を理解することが重要な質問となる。」

新しい研究は、ヒューマンファクターズ：ヒューマンファクターズとエргノミクス学会のジャーナルに掲載されました。

この研究は、人間の信頼行動を含む脳と行動の関係を理解することに焦点を当てており、これは人間とロボットの両方の要因によって影響を受ける可能性があります。

機能的脳活動の捉え

研究所は、ロボットと協力して製造タスクを実行するオペレーターの機能的脳活動を捉えるために、機能的近赤外分光法に頼りました。この研究では、不正なロボットの動作によってオペレーターのロボットに対する信頼が低下し、不信は前頭葉、運動野、視覚野の活性化の増加と関連していることがわかりました。これらの変化は、負荷の増加と状況認識の向上を示しました。チームは、不信の行動もこれらの脳領域が協調して機能することの解離と関連していることを発見しました。メータによると、ロボットの自律性レベルが高いほど解離が大きくなりました。

「最も興味深いのは、脳活動データを信頼性条件（正常なロボットの動作と不正なロボットの動作を使用して操作）とオペレーターのロボットに対する信頼レベル（調査を通じて収集）を比較したときに、神経的特性が異なっていたことです」とメータは述べました。「これは、人間とロボットのコラボレーションにおける信頼の脳と行動の関係を理解し、測定することの重要性を強調しています。信頼の認識だけは、オペレーターの信頼行動がどのように形成されるかを示唆するものではありません。」

研究の筆頭著者であり、最近工業工学の学生だったサラ・ホプコ博士によると、神経反応と信頼の認識は、信頼と不信の行動の症状です。これらは、信頼がどのように構築され、破壊され、そしてさまざまなロボットの動作で修復されるかについての情報を提供します。また、神経活動と眼球追跡などの多様な信頼メトリクスの強みは、新しい視点を明らかにできます。

チームは、今後、緊急対応などの他の分野に研究を拡大する予定です。さらに、安全性の重要な環境における多数の人間とロボットのチームにおける信頼が、チームワークとタスクワークにどのように影響するかを理解することを目指しています。

「この研究は重要であり、人間がループ内にいるロボットの設計、評価、職場への統合が人間の能力を支援し、エンパワーメントすることを保証するために動機づけられています」とメータは結論付けました。