Esaminato l'impatto dell'affaticamento cognitivo dell'operatore, dell'affidabilità del robot e del sesso dell'operatore sui sintomi di fiducia nei robot collaborativi
Il futuro del lavoro è qui. Man mano che le industrie iniziano a vedere gli esseri umani lavorare a stretto contatto con i robot, è necessario garantire che la relazione sia efficace, regolare e vantaggiosa per gli esseri umani. L'affidabilità dei robot e la volontà degli esseri umani di fidarsi del comportamento dei robot sono vitali per questo rapporto di lavoro. Tuttavia, catturare i livelli di fiducia umana può essere difficile a causa della soggettività, una sfida che i ricercatori del Wm Michael Barnes ’64 Department of Industrial and Systems Engineering presso la Texas A&M University.
La dottoressa Ranjana Mehta (1), professoressa associata e direttrice del NeuroErgonomics Lab , ha affermato che la ricerca sulla fiducia nell'autonomia umana del suo laboratorio deriva da una serie di progetti sulle interazioni uomo-robot in ambiti di lavoro critici per la sicurezza finanziati dalla National Science Foundation (NSF).
«Sebbene il nostro obiettivo finora fosse capire in che modo gli stati di affaticamento e stress dell'operatore influissero sul modo in cui gli esseri umani interagiscono con i robot, la fiducia è diventata un costrutto importante da studiare», spiega Mehta. «Abbiamo scoperto che quando gli esseri umani si stancano, abbassano la guardia e diventano più fiduciosi dell'automazione di quanto dovrebbero. Tuttavia, il motivo per cui questo è il caso diventa una questione importante da affrontare».
L'ultimo lavoro di Ranjana Mehta finanziato dall'NSF, recentemente pubblicato su Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society (2), si concentra sulla comprensione delle relazioni cervello-comportamento del perché e come i comportamenti di fiducia di un operatore sono influenzati da fattori sia umani che robotici.
La dottoressa Ranjana Mehta ha anche un'altra pubblicazione sulla rivista Applied Ergonomics (3) che indaga su questi fattori umani e robotici.
Utilizzando la spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso, il laboratorio della dottoressa Mehta ha catturato l'attività cerebrale funzionale mentre gli operatori collaboravano con i robot a un'attività di produzione. Hanno scoperto che le azioni difettose del robot hanno ridotto la fiducia dell'operatore nei robot. Quella sfiducia era associata a una maggiore attivazione delle regioni nelle cortecce frontale, motoria e visiva, indicando un aumento del carico di lavoro e una maggiore consapevolezza della situazione. È interessante notare che lo stesso comportamento diffidente è stato associato al disaccoppiamento di queste regioni del cervello che lavorano insieme, che altrimenti erano ben collegate quando il robot si comportava in modo affidabile. Ranjana Mehta ha affermato che questo disaccoppiamento era maggiore a livelli di autonomia del robot più elevati, indicando che le firme neurali della fiducia sono influenzate dalle dinamiche del teaming dell'autonomia umana.
«Quello che abbiamo trovato più interessante è che le firme neurali differivano quando abbiamo confrontato i dati di attivazione del cervello in condizioni di affidabilità (manipolate utilizzando il comportamento normale e difettoso del robot) rispetto ai livelli di fiducia dell'operatore (raccolti tramite sondaggi) nel robot», ha detto Mehta. «Ciò ha sottolineato l'importanza di comprendere e misurare le relazioni cervello-comportamento di fiducia nelle collaborazioni uomo-robot poiché le percezioni di fiducia da sole non sono indicative di come si modellano i comportamenti di fiducia degli operatori».
La dottoressa Sarah Hopko '19, autrice principale di entrambi gli articoli e recente studente di dottorato in ingegneria industriale, ha affermato che le risposte neurali e le percezioni di fiducia sono entrambi sintomi di comportamenti di fiducia e diffidenza e trasmettono informazioni distinte su come la fiducia si costruisce, si rompe e si ripara con diversi comportamenti dei robot. Ha sottolineato i punti di forza delle metriche di fiducia multimodali - attività neurale, tracciamento oculare, analisi comportamentale, ecc. - Possono rivelare nuove prospettive che le risposte soggettive da sole non possono offrire.
Il passo successivo è espandere la ricerca in un contesto di lavoro diverso, come la risposta alle emergenze, e capire in che modo la fiducia nei team di robot multi-umani influisce sul lavoro di squadra e sul lavoro in ambienti critici per la sicurezza. Mehta ha affermato che l'obiettivo a lungo termine non è sostituire gli esseri umani con robot autonomi, ma supportarli sviluppando agenti autonomi consapevoli della fiducia.
«Questo lavoro è fondamentale e siamo motivati a garantire che la progettazione, la valutazione e l'integrazione della robotica “human-in-the-loop“ nel posto di lavoro supportino e rafforzino le capacità umane», conclude la dottoressa Mehta.
Riferimenti:
(1) Ranjana Mehta
(2) Trust in Shared-Space Collaborative Robots: Shedding Light on the Human Brain
Descrizione foto: I ricercatori del laboratorio della dottoressa Ranjana Mehta catturano l'attività cerebrale funzionale mentre gli operatori lavorano con i robot su un'attività di produzione per tenere traccia dei livelli di fiducia o sfiducia dell'operatore. - Credit: Texas A&M Engineering.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Tracking trust in human-robot work interactions