تكنولوجيا

كيفية مساعدة البشر على فهم الروبوتات – للتعاون بشكل أسرع وأكثر فعالية

التفاعل بين الإنسان والروبوت

يقترح باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد أن تطبيق نظريات العلوم المعرفية وعلم النفس التربوي في مجال التفاعل بين الإنسان والروبوت يمكن أن يساعد البشر في بناء نماذج عقلية أكثر دقة للمتعاونين مع الروبوتات ، والتي يمكن أن تزيد من الأداء وتحسن السلامة في أماكن العمل التعاونية. الائتمان: أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، iStockphoto

يقول العلماء إن نظريات العلوم المعرفية وعلم النفس يمكن أن تساعد البشر على تعلم التعاون مع الروبوتات بشكل أسرع وأكثر كفاءة.

غالبًا ما يركز العلماء الذين يدرسون التفاعل بين الإنسان والروبوت على فهم نوايا الإنسان من منظور الروبوت ، بحيث يتعلم الروبوت التعاون بشكل أكثر فعالية مع الناس. لكن التفاعل بين الإنسان والروبوت هو طريق ذو اتجاهين ، ويجب على الإنسان أيضًا أن يتعلم كيف يتصرف الروبوت.

بفضل عقود من البحث في العلوم المعرفية وعلم النفس التربوي ، يمتلك العلماء فكرة جيدة عن كيفية تعلم البشر مفاهيم جديدة. وهكذا ، باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد لتطبيق نظريات راسخة لتعلم المفهوم البشري لتحديات التفاعل بين الإنسان والروبوت.

لقد نظروا في الدراسات السابقة التي ركزت على البشر الذين يحاولون تعليم الروبوتات سلوكيات جديدة. حدد الباحثون الفرص التي كان من الممكن أن تدمج فيها هذه الدراسات عناصر من نظريتين علميتين تكميليتين في منهجياتهم. استخدموا أمثلة من هذا العمل لإظهار كيف يمكن للنظريات أن تساعد البشر في تدريب النماذج المفاهيمية للروبوتات بشكل أسرع وأكثر دقة ومرونة ، مما قد يحسن فهمهم لسلوك الروبوتات.

تقول سيرينا بوث ، طالبة دراسات عليا في علوم الكمبيوتر والذكاء الاصطناعي ، إن البشر الذين يبنون نماذج عقلية أكثر دقة للروبوت غالبًا ما يكونون متعاونين بشكل أفضل ، وهو أمر مهم بشكل خاص عندما يعمل البشر والروبوتات معًا في مواقف عالية المخاطر مثل التصنيع والرعاية الصحية. مختبر (CSAIL) مجموعة الروبوتات التفاعلية ، والمؤلف الرئيسي للورقة.

“سواء حاولنا مساعدة الناس على بناء نماذج مفاهيم للروبوتات أم لا ، فإنهم سيقومون ببنائها على أي حال. ويمكن أن تكون هذه النماذج المفاهيمية خاطئة. هذا يمكن أن يعرض الناس لخطر جسيم. يقول بوث: “من المهم أن نستخدم كل ما في وسعنا لمنح هذا الشخص أفضل نموذج عقلي يمكنه بناءه”.

قام بوث ومستشاره ، جولي شاه ، أستاذة الطيران والملاحة الفضائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومدير مجموعة الروبوتات التفاعلية ، بتأليف هذا المقال بالتعاون مع باحثي هارفارد. إيلينا غلاسمان ’08 ، MNG ’11 ، دكتوراه ’16 ، أستاذ مساعد في علوم الكمبيوتر في كلية جون إيه بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة هارفارد ، مع خبرة في نظريات التعلم والتفاعل البشري. الكمبيوتر ، كان المستشار الرئيسي للمشروع . ومن بين المؤلفين المشاركين في جامعة هارفارد أيضًا طالبة الدراسات العليا سانجانا شارما ومساعدة الأبحاث سارة تشونج. سيتم تقديم البحث في مؤتمر IEEE حول التفاعل بين الإنسان والروبوت.

نهج نظري

قام الباحثون بتحليل 35 ورقة بحثية حول تعليم الإنسان الآلي باستخدام نظريتين رئيسيتين. تقترح “نظرية التحويل التناظري” أن البشر يتعلمون عن طريق القياس. عندما يتفاعل الإنسان مع مجال أو مفهوم جديد ، فإنهم يبحثون ضمنيًا عن شيء مألوف يمكنهم استخدامه لفهم الكيان الجديد.

تجادل “نظرية اختلاف التعلم” بأن التباين الاستراتيجي يمكن أن يكشف عن المفاهيم التي قد يجد الشخص صعوبة في تمييزها. يقترح أن يمر البشر بعملية من أربع خطوات عند التفاعل مع مفهوم جديد: التكرار ، والتباين ، والتعميم ، والاختلاف.

يقول بوث على الرغم من أن العديد من الأوراق البحثية تضمنت عناصر جزئية لنظرية ما ، فمن المحتمل أن يكون ذلك عن طريق الصدفة. لو استشار الباحثون هذه النظريات في وقت مبكر من عملهم ، لربما تمكنوا من تصميم تجارب أكثر كفاءة.

على سبيل المثال ، عند تعليم البشر التفاعل مع الروبوت ، غالبًا ما يعرض الباحثون للناس العديد من الأمثلة على الروبوت الذي يؤدي نفس المهمة. ولكن بالنسبة للأشخاص لبناء نموذج عقلي دقيق لهذا الروبوت ، تقترح نظرية الاختلافات أنهم بحاجة إلى رؤية مجموعة من الأمثلة على الروبوت الذي يقوم بالمهمة في بيئات مختلفة ، كما يحتاجون أيضًا إلى رؤيته يرتكب أخطاء.

يقول بوث: “إنه أمر نادر جدًا في أدبيات التفاعل بين الإنسان والروبوت لأنه مخالف للبديهة ، لكن الناس بحاجة أيضًا إلى رؤية أمثلة سلبية لفهم ما ليس الروبوت”.

يمكن لنظريات العلوم المعرفية هذه أيضًا تحسين التصميم المادي للروبوتات. إذا كانت الذراع الآلية تشبه الذراع البشرية ولكنها تتحرك بطريقة مختلفة عن الحركة البشرية ، فسيواجه الناس صعوبة في بناء نماذج عقلية دقيقة للروبوت ، كما يقول بوث. كما تقترح نظرية النقل التناظري ، نظرًا لأن الناس يرسمون ما يعرفونه – الذراع البشرية – للذراع الروبوتية ، إذا لم تتطابق الحركة ، يمكن أن يصاب الناس بالارتباك ويواجهون صعوبة في تعلم كيفية التفاعل مع الروبوت.

إثراء التفسيرات

حقق بوث ومعاونوه أيضًا كيف يمكن لنظريات تعلم المفهوم البشري أن تحسن التفسيرات التي تسعى إلى مساعدة الناس على بناء الثقة في الروبوتات الجديدة غير المألوفة.

“عندما يتعلق الأمر بقابلية التفسير ، فإننا نواجه مشكلة كبيرة جدًا في التحيز التأكيدي. لا توجد عادةً معايير لما هو التفسير وكيف يجب على الشخص استخدامه. بصفتنا باحثين ، نتصور غالبًا طريقة للتفسير ، ويبدو أنه من الجيد أن نحن ونحن نشحنه “، كما تقول.

بدلاً من ذلك ، يقترحون أن يستخدم الباحثون نظريات تعلم المفهوم البشري للتفكير في كيفية استخدام الناس للتفسيرات ، والتي غالبًا ما يتم إنشاؤها بواسطة الروبوتات لتوصيل السياسات التي يستخدمونها لاتخاذ القرارات بوضوح. من خلال توفير برنامج يساعد المستخدم على فهم معنى طريقة التفسير ومتى يتم استخدامه ، ولكن أيضًا في حالة عدم تطبيقه ، فإنه سيطور فهمًا أفضل لسلوك الروبوت ، كما يقول بوث.

بناءً على تحليلهم ، يقدمون عددًا من التوصيات حول كيفية تحسين أبحاث التدريس باستخدام الإنسان الآلي. من ناحية ، يقترحون أن يقوم الباحثون بدمج نظرية التحويل التناظري من خلال توجيه الناس لإجراء مقارنات مناسبة عند تعلم العمل مع روبوت جديد. يقول بوث إن تقديم التوجيه يمكن أن يضمن أن يستخدم الأشخاص المقارنات المناسبة حتى لا يتفاجأوا أو يرتبكوا من تصرفات الروبوت.

يقترحون أيضًا أن تضمين أمثلة إيجابية وسلبية لسلوك الروبوت وتعريض المستخدمين لكيفية تأثير الاختلافات الاستراتيجية في إعدادات “سياسة” الروبوت على سلوكه ، ربما في تنوع استراتيجي ، يمكن أن يساعد البشر على التعلم بشكل أفضل وأسرع. سياسة الروبوت هي وظيفة رياضية تعين الاحتمالات لكل إجراء يمكن أن يتخذه الروبوت.

“لقد أجرينا دراسات على المستخدمين لسنوات ، لكننا نبدأ من الورك بناءً على حدسنا فيما يتعلق بما قد يكون مفيدًا أو لا يكون مفيدًا لإظهار الإنسان. يقول غلاسمان: “ستكون الخطوة التالية هي أن نكون أكثر صرامة في ترسيخ هذا العمل في نظريات الإدراك البشري”.

الآن بعد أن اكتملت مراجعة الأدبيات الأولية هذه باستخدام نظريات العلوم المعرفية ، تخطط بوث لاختبار توصياتهم من خلال إعادة بناء بعض التجارب التي درستها ومعرفة ما إذا كانت النظريات تحسن التعلم البشري بالفعل.

هذا العمل مدعوم جزئيًا من قبل مؤسسة العلوم الوطنية.


Source link

مقالات ذات صلة

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

Back to top button