Forskare Får Insikt I Hjärnaktivitet Under Mänsklig-Robot Samarbete

Ett team av forskare vid Texas A&M University har använt funktionell nära-infraröd spektroskopi för att fånga funktionell hjärnaktivitet under mänsklig-robot samarbete på en tillverkningsuppgift.

Samarbete mellan människor och robotar blir allt vanligare inom många branscher, vilket betonar behovet av att säkerställa en effektiv och smidig relation mellan de två. En grundläggande aspekt av att uppnå denna relation är människors villighet att lita på robotbeteende, men det har visat sig svårt att spåra detta på grund av subjektivitet.

Mänsklig-Autonomi Förtroende Forskning

Dr. Ranjana, som är biträdande professor och chef för NeuroErgonomics Lab, sa att hennes labs mänsklig-autonomi förtroende forskning grenade ut från andra projekt som fokuserade på mänsklig-robot interaktioner i säkerhetskritiska arbetsdomäner.

“Medan vår fokus hittills var att förstå hur operatörens tillstånd av trötthet och stress påverkar hur människor interagerar med robotar, blev förtroende en viktig konstrukt att studera”, sa Mehta. “Vi fann att när människor blir trötta, släpper de sina garden och blir mer förtroendefulla till automation än de borde. Men varför det är fallet blir en viktig fråga att besvara.”

Den nya forskningen publicerades i Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society.

Den fokuserar på att förstå hjärn-beteende relationer som involverar en operatörs förtroendebeteende, som kan påverkas av både mänskliga och robotiska faktorer.

Att Fånga Funktionell Hjärnaktivitet

Labben förlitade sig på funktionell nära-infraröd spektroskopi för att fånga funktionell hjärnaktivitet när operatörer samarbetade med robotar på tillverkningsuppgifter. Forskningen fann att felaktiga robotåtgärder minskade operatörens förtroende för roboten, och misstron var associerad med ökad aktivering av områden i frontal-, motor- och visuell cortex. Dessa förändringar indikerade en ökande arbetsbelastning och höjd situationsmedvetenhet. Teamet fann att det misstrogna beteendet också var associerat med avkopplingen av dessa hjärnområden som arbetar tillsammans. Enligt Mehta var avkopplingen större vid högre robotautonomi nivåer.

“Det som vi fann mest intressant var att de neurala signaturerna skilde sig när vi jämförde hjärnaktiveringsdata över tillförlitlighetsförhållanden (manipulerade med normala och felaktiga robotbeteenden) versus operatörens förtroendenivåer (insamlade via enkäter) i roboten”, sa Mehta. “Detta betonade vikten av att förstå och mäta hjärn-beteende relationer av förtroende i mänsklig-robot samarbeten, eftersom uppfattningar av förtroende ensamt inte är indicativt för hur operatörers förtroendebeteende formas.”

Enligt Dr. Sarah Hopko, som är huvudförfattare till forskningen och en nyligen examinerad industriell ingenjör, är neurala svar och uppfattningar av förtroende symtom på förtroendebeteende och misstro. De förmedlar information om hur förtroende byggs, bryts och repareras med olika robotbeteenden. Hon sa också att styrkan i multimodala förtroendemått, såsom neural aktivitet och ögonspårning, kan avslöja nya perspektiv.

Teamet kommer nu att expandera forskningen till andra områden, såsom nödrespons. De kommer också att försöka förstå hur förtroende i multi-mänskliga robotteam kan påverka samarbete och uppgiftsarbete i säkerhetskritiska miljöer.

“Arbetet är kritiskt, och vi är motiverade att säkerställa att mänskliga-i-slingan robotdesign, utvärdering och integration i arbetsplatsen är stödjande och stärkande av mänskliga förmågor”, avslutade Mehta.