Исследователи из Итальянского института технологий (IIT) в Генуе (Италия) и Университета Брауна в Провиденсе (США) обнаружили, что люди воспринимают руку человекоподобного робота как часть схемы своего тела, особенно когда речь идет о совместном выполнении какой-либо задачи — например, нарезке куска мыла.
Исследование было опубликовано в журнале iScience и может проложить путь к более совершенной конструкции роботов, которые должны функционировать в тесном контакте с людьми — например, используемых в реабилитации.
В проекте ученые Итальянского технологического института (ИИТ) и Университета Брауна исследовали, проявляются ли бессознательные механизмы, формирующие взаимодействия между людьми, также и во взаимодействиях между человеком и гуманоидным роботом.
Исследователи сосредоточились на феномене, известном как «эффект ближней руки», при котором присутствие руки рядом с объектом изменяет зрительное внимание человека, поскольку мозг готовится к использованию объекта. Кроме того, исследование рассматривает способность человеческого мозга создавать «схему тела» для более эффективного перемещения в окружающем пространстве, включая в нее объекты.
В ходе бессознательного процесса, формируемого внешними стимулами , мозг формирует «схему тела», которая помогает нам избегать препятствий или хватать предметы, не глядя на них. Любые инструменты могут стать частью этой внутренней карты, если они полезны для выполнения задачи, например, теннисная ракетка, которая ощущается игроком как продолжение руки, используемой им ежедневно. Поскольку схема тела постоянно меняется, группа изучала, может ли робот также стать ее частью.
Были разработаны и проанализированы результаты экспериментов, в которых люди выполняли совместную задачу с iCub, гуманоидным роботом ИИТ размером с ребенка. Они разрезали кусок мыла, используя стальную проволоку, которую попеременно тянули человек и робот-партнер.
После выполнения задания исследователи проверили интеграцию роботизированной руки в схему тела, количественно оценив эффект «ближней руки» с помощью теста Познера. В этом тесте участникам предлагается как можно быстрее нажать клавишу, чтобы указать, с какой стороны экрана появляется изображение, в то время как объект, расположенный непосредственно рядом с экраном, влияет на их внимание.
Данные, полученные от 30 добровольцев, выявили определенную закономерность: участники реагировали быстрее, когда изображения появлялись рядом с рукой робота, что свидетельствовало о том, что их мозг воспринимал ее как близкую руку. Благодаря контрольным экспериментам исследователи доказали, что этот эффект наблюдался только у тех, кто резал мыло с помощью робота.
Сила эффекта «ближней руки» также зависела от того, как двигался гуманоидный робот. Когда жесты робота были широкими, плавными и хорошо синхронизированными с человеческими, эффект был сильнее, что приводило к лучшей интеграции руки iCub в схему тела участника. Физическая близость между роботизированной рукой и человеком также играла свою роль: чем ближе рука робота находилась к участнику во время нарезки, тем сильнее был эффект.
Чтобы оценить, как участники воспринимали робота после совместной работы над заданием, исследователи собирали информацию с помощью анкет. Результаты показывают, что чем больше участников считали iCub компетентным и приятным, тем интенсивнее был когнитивный эффект. Приписывание iCub человеческих черт или эмоций еще больше усиливало интеграцию руки в схему тела; другими словами, партнерство и эмпатия усиливали когнитивную связь с роботом.
Команда провела эксперименты с гуманоидным роботом в контролируемых условиях, открыв путь к более глубокому пониманию взаимодействия человека и машины. Психологические факторы будут иметь решающее значение для разработки роботов, способных адаптироваться к человеческим стимулам и обеспечить более интуитивное и эффективное взаимодействие с роботом. Эти характеристики имеют решающее значение для применения робототехники в области двигательной реабилитации, виртуальной реальности и вспомогательных технологий.
Изображение: фрипик
