Pesquisadores usam tênis de mesa para entender a dinâmica humano-robô em ambientes ágeis

Uma equipe de pesquisadores, liderada por Matthew Gombolay, professor assistente na School of Interactive Computing e diretor do Cognitive Optimization and Relational Robotics Lab (CORE) da Georgia Tech, está usando o tênis de mesa para mostrar que os humanos nem sempre podem confie na explicação de um robô sobre sua ação pretendida.

Eles desenvolveram o que é chamado de “cobot”, que usa tênis de mesa para demonstrar as áreas potenciais em que um robô pode trabalhar em estreita colaboração com parceiros humanos para concluir tarefas.

O robô, braço Barrett WAM equipado com câmera e remo, foi treinado por meio de um processo de aprendizado de máquina chamado aprendizado por imitação. Os pesquisadores desenvolveram um sistema para dar ao robô reforço positivo para voleios bem-sucedidos e reforço negativo para voleios malsucedidos.

“Também treinamos nosso robô para ser um parceiro seguro de tênis de mesa”, disse Gomplay. “Aproveitamos o trabalho anterior sobre tênis de mesa e ‘aprendemos com técnicas de demonstração’ nas quais um humano pode ensinar a um robô uma habilidade como acertar uma tacada de tênis de mesa ou simplesmente fazer com que o humano demonstre a tarefa ao robô”.

O projeto demonstra o potencial dos robôs para trabalhar em estreita colaboração com os seres humanos em capacidades físicas e sociais, um passo significativo para a robótica colaborativa, de acordo com Gomlay. O desenvolvimento de sistemas inteligentes que podem trabalhar em colaboração com seres humanos tem inúmeras aplicações, desde manufatura, saúde até educação.

Em alguns casos, os pesquisadores descobriram a falta de confiança dos participantes humanos a partir das explicações dadas pelo robô e, como resultado, eram menos propensos a colaborar com ele. Um motivo potencial é a falta de confiança de que o robô pode não ter os mesmos objetivos ou motivações que o parceiro humano. Os participantes do estudo eram mais propensos a confiar na explicação de um robô quando sentiam que o robô compartilhava seus objetivos e motivações.

“Se pudermos descobrir como permitir que humanos e robôs trabalhem juntos com segurança em casos extremos, isso deve nos dar ideias sobre como apoiar a interação em uma ampla variedade de configurações”, disse Gomplay, cujo co-estudo destaca a importância do desenvolvimento de robôs. que pode se comunicar de forma eficaz com os seres humanos de uma forma que constrói confiança e segurança. Isso é particularmente importante em ambientes onde as consequências de um erro ou falta de comunicação podem ser graves, como em cuidados de saúde ou situações de emergência.

“Embora a escolha de trabalhar com um robô seja, em última análise, um comportamento objetivo e possa variar de acordo com o contexto ou quão arriscada é a interação, é esse fator de confiança que é a principal força motriz por trás de sua tomada de decisão e comportamento”, disse Gomlay. . “Na prática, muitas vezes descobrimos que as pessoas projetam e implantam soluções robóticas impressionantes, mas esse robô não foi projetado para gerar o nível apropriado de confiança dos usuários finais humanos”.

Os pesquisadores sugerem que uma possível solução pode ser projetar robôs mais transparentes em seus processos de tomada de decisão. Ao fornecer aos parceiros humanos uma compreensão clara de como o robô chegou a uma determinada decisão ou ação, pode ser possível construir confiança nas habilidades do robô.

“O objetivo maior do projeto é entender como projetar robôs para interações rápidas e próximas na fabricação, armazéns logísticos, cozinhas de restaurantes e até mesmo em residências. Precisamos saber como projetar sistemas fisicamente seguros, é claro, mas também precisamos saber o que os usuários consideram intuitivo e confiável — o que faz com que os usuários se sintam seguros”, disse Gomplay.

“Caso contrário, esses robôs nunca sairão do laboratório para coexistir com as pessoas. Acredito que nosso trabalho responde a questões-chave para ajudar a projetar robôs para interação com pessoas, particularmente envolvendo como os robôs transmitem suas intenções a seus homólogos humanos. Mas, é claro , a pesquisa abre oportunidades ainda mais emocionantes do que existiam antes.”

Uma abordagem que pode eventualmente ser uma onda de colaboração efetiva entre humanos e robôs em uma variedade de configurações.

O artigo será apresentado na 18ª Conferência Internacional Anual da ACM/IEEE sobre Interação Humano-Robô (HRI), de 13 a 16 de março de 2023, em Estocolmo, Suécia.