Исследователи получают представление о мозговой активности во время сотрудничества человека и робота

Команда исследователей из Техасского университета A&M использовала функциональную ближнюю инфракрасную спектроскопию для захвата функциональной активности мозга во время сотрудничества человека и робота при выполнении производственной задачи.

Сотрудничество между людьми и роботами становится все более распространенным во многих отраслях, что подчеркивает необходимость обеспечения эффективных и гладких отношений между ними. Основным аспектом достижения этих отношений является готовность человека доверять поведению робота, но это оказалось трудным для отслеживания из-за субъективности.

Исследования доверия к автономии

Доктор Ранджана, которая является доцентом и директором лаборатории нейроэргономики, сказала, что исследования ее лаборатории по доверию к автономии выросли из других проектов, посвященных взаимодействию человека и робота в критических для безопасности рабочих средах.

“Хотя наша основная задача до сих пор была понять, как состояния усталости и стресса оператора влияют на взаимодействие человека и робота, доверие стало важным аспектом для изучения”, – сказал Мехта. “Мы обнаружили, что когда люди устают, они снижают свою бдительность и становятся более доверчивыми к автоматизации, чем должны. Однако почему это происходит, становится важным вопросом для решения.”

Новое исследование было опубликовано в Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society.

Оно фокусируется на понимании отношений между мозгом и поведением, включающих доверчивое поведение оператора, которое может быть подвержено влиянию как человеческих, так и роботизированных факторов.

Захват функциональной активности мозга

Лаборатория использовала функциональную ближнюю инфракрасную спектроскопию для захвата функциональной активности мозга, когда операторы сотрудничали с роботами при выполнении производственных задач. Исследование показало, что неисправные действия робота снижали доверие оператора к роботу, и недоверие было связано с увеличением активности областей в фронтальной, двигательной и зрительной коре. Эти изменения указывали на увеличение рабочей нагрузки и повышенную ситуационную осведомленность. Команда обнаружила, что недоверчивое поведение также было связано с разъединением этих областей мозга, работающих вместе. Согласно Мехте, разъединение было больше при более высоких уровнях автономии робота.

“Что мы нашли наиболее интересным, так это то, что нейронные сигналы различались, когда мы сравнивали данные о активности мозга в разных условиях надежности (манипулируемых с помощью нормального и неисправного поведения робота) по сравнению с уровнями доверия оператора (собранными с помощью опросов) к роботу”, – сказал Мехта. “Это подчеркивает важность понимания и измерения отношений между мозгом и поведением доверия в сотрудничестве человека и робота, поскольку восприятие доверия само по себе не является показателем того, как доверчивое поведение оператора формируется.”

Согласно доктору Саре Хопко, которая является основным автором исследования и недавним студентом промышленной инженерии, нейронные реакции и восприятие доверия являются симптомами доверчивого и недоверчивого поведения. Они передают информацию о том, как доверие строится, нарушается и восстанавливается с помощью разных поведений робота. Она также сказала, что сила многомодальных метрик доверия, таких как нейронная активность и отслеживание глаз, может раскрыть новые перспективы.

Команда теперь планирует расширить исследование в другие области, такие как реагирование на чрезвычайные ситуации. Они также будут изучать, как доверие к командам человека и робота может повлиять на командную работу и выполнение задач в критических для безопасности средах.

“Работа критически важна, и мы мотивированы обеспечить, чтобы дизайн, оценка и интеграция робототехники с участием человека в рабочем месте были поддерживающими и расширяющими возможности человека”, – заключил Мехта.