Forskere får innsikt i hjernens aktivitet under menneske-robot samarbeid

Et team av forskere ved Texas A&M University har brukt funksjonell nær-infrarød spektroskopi til å fange funksjonell hjernaktivitet under menneske-robot samarbeid på en produksjonsoppgave.

Samarbeid mellom mennesker og roboter blir mer vanlig i mange bransjer, noe som understreker behovet for å sikre en effektiv og jevn relasjon mellom de to. Et grunnleggende aspekt av å oppnå denne relasjonen er menneskers villighet til å stole på robotens atferd, men det har vist seg å være vanskelig å spore dette på grunn av subjektivitet.

Menneske-autonomi tillitsforskning

Dr. Ranjana, som er en assosiert professor og direktør for NeuroErgonomics Lab, sa at hennes labs menneske-autonomi tillitsforskning utgikk fra andre prosjekter som fokuserte på menneske-robot interaksjoner i sikkerhetskritiske arbeidsdomener.

“ Mens vårt fokus hittil har vært å forstå hvordan operatørens tilstand av fatigue og stress påvirker hvordan mennesker interagerer med roboter, ble tillit en viktig konstrukt å studere,” sa Mehta. “Vi fant ut at når mennesker blir trøtte, lar de sine vakter ned og blir mer tillitsfulle overfor automatisering enn de burde. Men hvorfor det er tilfelle blir en viktig spørsmål å besvare.”

Den nye forskningen ble publisert i Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society.

Den fokuserer på å forstå hjernen-atferd-relasjonene som involverer en operatørs tillitsatferd, som kan påvirkes av både menneskelige og robotiske faktorer.

Fangning av funksjonell hjernaktivitet

Laben brukte funksjonell nær-infrarød spektroskopi til å fange funksjonell hjernaktivitet mens operatørene samarbeidet med roboter på produksjonsoppgaver. Forskningen fant at feilaktige robot-handlinger reduserte operatørens tillit til roboten, og mistilliten var forbundet med økt aktivitet i frontal-, motor- og visuell cortex. Disse endringene indikerte en økende arbeidsbelastning og økt situasjonsbevissthet. Teamet fant også at mistillitsatferden var forbundet med en dekobling av disse hjerneregionene som arbeidet sammen. Ifølge Mehta var dekoblingen større ved høyere robot-autonomi-nivåer.

“Det vi fant mest interessant var at de neurale signaturer forskjell når vi sammenlignet hjernaktivitetsdata over pålitelighetsbetingelser (manipulert ved å bruke normal og feilaktig robotatferd) versus operatørens tillitsnivå (samlet via undersøkelser) i roboten,” sa Mehta. “Dette understreket viktigheten av å forstå og måle hjernen-atferd-relasjonene av tillit i menneske-robot-samarbeid, siden persepsjoner av tillit alene ikke er indikativ for hvordan operatørens tillitsatferd former seg.”

Ifølge Dr. Sarah Hopko, som er hovedforfatter av forskningen og en nylig industriell ingeniør-student, er neurale responser og persepsjoner av tillit symptomer på tillits- og mistillitsatferd. De gir informasjon om hvordan tillit bygges, brytes og repareres med forskjellige robot-atferd. Hun sa også at styrken til multimodale tillits-målinger, som neural aktivitet og øye-sporing, kan avsløre nye perspektiver.

Teamet vil nå se på å utvide forskningen til andre områder, som nødsituasjoner. De vil også se på å forstå hvordan tillit i multi-menneske-robot-lag kan påvirke teamarbeid og oppgavearbeid i sikkerhetskritiske miljøer.

“Arbeidet er kritisk, og vi er motivert til å sikre at mennesker-i-løkken-robotdesign, evaluering og integrering i arbeidsplassen er støttende og empowerment-av menneskelige evner,” konkluderte Mehta.