Des chercheurs utilisent le tennis de table pour comprendre la dynamique homme-robot dans des environnements agiles

Une équipe de chercheurs, dirigée par Matthew Gombolay, professeur adjoint à l’École d’informatique interactive et directeur du laboratoire de robotique d’optimisation cognitive et relationnelle (CORE) de Georgia Tech, utilise le sport du tennis de table pour montrer que les humains ne peuvent pas toujours faire confiance à l’explication d’un robot de son action prévue.

Ils ont développé ce qu’on appelle un « cobot », qui utilise le tennis de table pour démontrer les domaines potentiels dans lesquels un robot peut travailler en étroite collaboration avec des partenaires humains pour accomplir des tâches.

Le robot, le bras Barrett WAM équipé d’une caméra et d’une palette, a été formé grâce à un processus d’apprentissage automatique appelé apprentissage par imitation. Les chercheurs ont développé un système pour donner au robot un renforcement positif pour les volées réussies et un renforcement négatif pour celles qui échouent.

« Nous avons également formé notre robot pour qu’il soit un partenaire de tennis de table sûr », a déclaré Gombolay. « Nous avons tiré parti des travaux antérieurs sur le tennis de table et » l’apprentissage des techniques de démonstration « dans lesquelles un humain peut enseigner à un robot une compétence telle que, comment frapper un coup de tennis de table ou simplement demander à l’humain de démontrer la tâche au robot. »

Le projet démontre le potentiel des robots à travailler en étroite collaboration avec les humains dans les capacités physiques et sociales, une avancée significative pour la robotique collaborative, selon Gombolay. Le développement de systèmes intelligents capables de travailler en collaboration avec les humains a de nombreuses applications, de la fabrication aux soins de santé en passant par l’éducation.

Dans certains cas, les chercheurs ont constaté le manque de confiance des participants humains à partir des explications données par le robot et étaient donc moins susceptibles de collaborer avec lui. Une raison potentielle étant un manque de confiance que le robot peut ne pas avoir les mêmes objectifs ou motivations que le partenaire humain. Les participants à l’étude étaient plus susceptibles de faire confiance à l’explication d’un robot lorsqu’ils estimaient que le robot partageait leurs objectifs et leurs motivations.

« Si nous pouvons comprendre comment permettre aux humains et aux robots de travailler ensemble en toute sécurité dans des cas extrêmes, cela devrait nous donner un aperçu de la manière de soutenir l’interaction dans une grande variété de paramètres », a déclaré Gombolay, dont la co-étude souligne l’importance de développer des robots. qui peut communiquer efficacement avec les humains d’une manière qui renforce la confiance. Ceci est particulièrement important dans les contextes où les conséquences d’une erreur ou d’une mauvaise communication peuvent être graves, comme dans les soins de santé ou les situations d’urgence.

« Alors que le choix de travailler avec un robot est en fin de compte un comportement objectif et peut varier en fonction du contexte ou du degré de risque de l’interaction, c’est finalement ce facteur de confiance qui est un moteur clé derrière votre prise de décision et votre comportement », a déclaré Gombolay. . « Dans la pratique, nous constatons souvent que les gens conçoivent et déploient des solutions robotiques impressionnantes, mais que ce robot n’a pas été conçu pour engendrer le niveau de confiance approprié de la part des utilisateurs finaux humains. »

Les chercheurs suggèrent qu’une solution possible pourrait être de concevoir des robots plus transparents dans leurs processus de prise de décision. En fournissant aux partenaires humains une compréhension claire de la façon dont le robot est arrivé à une décision ou à une action particulière, il peut être possible de renforcer la confiance dans les capacités du robot.

« L’objectif principal du projet est de comprendre comment concevoir des robots pour des interactions rapides et proches dans la fabrication, les entrepôts logistiques, les cuisines de restaurants et même dans les maisons. Nous devons savoir comment concevoir des systèmes physiquement sûrs, bien sûr, mais nous devons également savoir ce que les utilisateurs trouvent intuitif et digne de confiance, ce qui fait qu’ils se sentent en sécurité », a déclaré Gombolay.

« Sinon, ces robots ne sortiront jamais du laboratoire pour coexister avec les humains. Je pense que notre travail répond à des questions clés en aidant à concevoir des robots pour l’interaction avec les humains, en particulier en ce qui concerne la façon dont les robots transmettent leurs intentions à leurs homologues humains. Mais, bien sûr , la recherche ouvre des opportunités encore plus excitantes qu’avant. »

Une approche qui pourrait éventuellement être une vague de collaboration efficace entre les humains et les robots dans une variété de contextes.

Le document sera présenté à la 18e conférence internationale annuelle ACM/IEEE sur l’interaction homme-robot (HRI), du 13 au 16 mars 2023, à Stockholm, en Suède.