研究人員探索學(xué)齡前兒童和機(jī)器人伙伴之間的相互作用

鑒于機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域(包括專業(yè)和教育背景)的接近整合，人與機(jī)器人之間的關(guān)系已成為越來(lái)越多研究的焦點(diǎn)。一個(gè)國(guó)際和跨學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì)，包括米蘭卡托利卡德?tīng)査_克羅Cuore大學(xué)的心理學(xué)家和機(jī)器人專家(Antonella Marchetti教授，Davin Massaro教授，Cinzia Di Dio博士和Federico Manzi博士)，京都大學(xué)(Shoji Itakura教授)大阪大學(xué)(Takayuki Kanda教授)，京都弘治教授和京都國(guó)際先進(jìn)電信研究所(ATR)開(kāi)展了一項(xiàng)調(diào)查人機(jī)交互的研究，其中涉及五歲和六歲的兒童玩耍其他孩子和機(jī)器人伙伴。

“人類正在不斷發(fā)展，心理過(guò)程和能力的變化和成熟的最復(fù)雜階段，包括社交技能的發(fā)展，發(fā)生在生命的最初幾年，”研究人員通過(guò)電子郵件告訴TechXplore。“如果生命是一系列決定，很快，我們也將被要求與機(jī)器人合作伙伴做出決定。鑒于機(jī)器人文物在我們社會(huì)中越來(lái)越多的存在和相關(guān)性，開(kāi)始調(diào)查關(guān)系模式在關(guān)聯(lián)時(shí)如何變化是至關(guān)重要的。到一個(gè)機(jī)器人并且，具體參考我們的實(shí)驗(yàn)研究，從生命的角度來(lái)看，合作伙伴的代理機(jī)構(gòu)如何影響決策過(guò)程。從多學(xué)科的角度將發(fā)展心理學(xué)與人機(jī)交互研究聯(lián)系起來(lái)，Itakura提出了一個(gè)名為Developmental Cyber??netics的新研究領(lǐng)域，我們?cè)诒狙芯恐惺褂昧诉@個(gè)研究領(lǐng)域。

該論文的作者發(fā)表在Springer的國(guó)際社會(huì)機(jī)器人雜志上，他們對(duì)揭示人機(jī)交互背后的心理機(jī)制和過(guò)程感興趣。他們的研究特別關(guān)注兒童，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這有助于確定表征這種關(guān)系模式的發(fā)展基準(zhǔn)。

作者說(shuō)：“畢竟，與年齡較大的孩子或成年人相比，一個(gè)5歲的孩子可能會(huì)對(duì)機(jī)器人采用獨(dú)特的關(guān)系模式。”

在他們的研究中，作者對(duì)31名意大利幼兒園兒童進(jìn)行了一系列測(cè)試，其中一些評(píng)估了他們的心理理論(ToM)，這是人類識(shí)別心理狀態(tài)(如思想，感知，情感等)的能力。自己和他人。特別是，實(shí)驗(yàn)者使用經(jīng)典的意外轉(zhuǎn)移任務(wù)和一組意外轉(zhuǎn)移任務(wù)的視頻評(píng)估了兒童對(duì)錯(cuò)誤信念的理解，其中角色是兒童或機(jī)器人。這使他們能夠評(píng)估兒童將錯(cuò)誤的信念，以及心靈理論歸于另一個(gè)人和機(jī)器人的能力。

通常用于在ToM上測(cè)試幼兒的意外轉(zhuǎn)移任務(wù)涉及將物體放在盒子下然后離開(kāi)房間的角色。當(dāng)他離開(kāi)時(shí)，第二個(gè)角色進(jìn)入房間并將物體移動(dòng)到其他地方。然后第一個(gè)角色回到房間里尋找他最初放在盒子下面的物體。

實(shí)驗(yàn)者用兩個(gè)娃娃，一個(gè)球，一個(gè)盒子和一個(gè)籃子講述了這個(gè)故事。當(dāng)他們講完故事后，他們向參與者詢問(wèn)了一系列評(píng)估他們記憶和ToM的問(wèn)題。

然后孩子們看到了同一個(gè)故事的四個(gè)視頻，但是機(jī)器人代理作為其中一個(gè)角色。視頻中的兩個(gè)角色是兩個(gè)孩子，兩個(gè)機(jī)器人，或一個(gè)孩子和一個(gè)機(jī)器人，而被移位的物體是一只泰迪熊。代理類型(人類和機(jī)器人)內(nèi)部和之間的配對(duì)是評(píng)估所有可能的關(guān)系和角色組合在評(píng)估兒童ToM方面的有效性。在觀看視頻后，孩子們被問(wèn)到了在古典ToM任務(wù)期間他們之前被問(wèn)過(guò)的相同問(wèn)題。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵目的是確定孩子是否將“錯(cuò)誤信念”(即相信移位的物體是最后一次看到它的地方)歸因于另一個(gè)孩子和機(jī)器人代理，或者這些歸因是否有所不同。隨后，研究人員對(duì)最后通game博弈中的兒童進(jìn)行了測(cè)試，評(píng)估了他們?cè)谧约汉土硪粋€(gè)玩家(即另一個(gè)孩子或機(jī)器人)之間分配“特殊物體”(即貼紙)的公平性。

“為了研究支持決策過(guò)程的動(dòng)力學(xué)，更具體地說(shuō)，一個(gè)人對(duì)公平的傾向和敏感性，我們使用了來(lái)自經(jīng)濟(jì)博弈論的互動(dòng)游戲，最后通Game博弈，廣泛用于心理學(xué)，”作者解釋說(shuō)。 。“這種實(shí)驗(yàn)情況的優(yōu)勢(shì)在于它可以在不同年齡段使用，使實(shí)驗(yàn)者能夠以受控方式比較從幼兒期到成年期的數(shù)據(jù)。同樣，可以橫向使用相同的方案來(lái)比較玩具時(shí)的敏感性和公平性。不同的代理人，在我們的例子中與人或機(jī)器人。“

在最后通Game游戲中，一個(gè)玩家(提議者)將一筆錢(或貨物)與另一個(gè)玩家(接收者)分開(kāi)。一旦提議者傳達(dá)他們的決定，接收者可以接受或拒絕它。如果她/他接受，則按照建議劃分資金; 但是，如果他/她不這樣做，兩位球員都什么也得不到。

最后通Game博弈的一個(gè)顯著特點(diǎn)是它需要互惠。事實(shí)上，當(dāng)作為提議者時(shí)，玩家需要考慮對(duì)方的“思想”，期待她/他的回應(yīng)以獲得好處，因?yàn)樘岚傅木芙^將導(dǎo)致任何收益。研究人員之所以選擇這款游戲，是因?yàn)樗梢詭椭麄兏玫亓私鈨和谕麢C(jī)器人的反應(yīng)是什么，以及他們?nèi)绾慰创?ldquo;思想”。

“為了評(píng)估兒童在心理和生理方面如何看待互動(dòng)伙伴，我們隨后管理了心理和身體狀況歸因(AMPS)調(diào)查問(wèn)卷，該問(wèn)卷由臨時(shí)開(kāi)發(fā)并源自科學(xué)文獻(xiàn)，”作者說(shuō)。“我們?cè)絹?lái)越多地使用AMPS調(diào)查問(wèn)卷，因?yàn)樗试S我們調(diào)查不同年齡的受試者對(duì)機(jī)器人代理人的'心智'的歸因，并將其與人類代理進(jìn)行比較。”

研究人員進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了有趣的結(jié)果。雖然兒童似乎認(rèn)為機(jī)器人與人類相比是獨(dú)特的實(shí)體，但在最后通Game博弈中，當(dāng)他們與另一個(gè)孩子和一個(gè)機(jī)器人玩耍時(shí)，他們的行為反應(yīng)和推理是相似的。

此外，ToM任務(wù)的結(jié)果表明，所有兒童都將錯(cuò)誤信念歸因于兒童，而不管任務(wù)是以故事板還是視頻形式進(jìn)行管理。有趣的是，所有的孩子都將錯(cuò)誤的信念歸因于機(jī)器人，與其在游戲中的角色無(wú)關(guān)，這表明機(jī)器人與人類的思維一樣，受到信息訪問(wèn)限制。這些數(shù)據(jù)表明，與人機(jī)交互相關(guān)的機(jī)制和信念可能在我們的生命早期發(fā)展得相當(dāng)早。

“兒童將不同的身體和心理狀態(tài)歸因于機(jī)器人和人類代理人，”作者說(shuō)。“但是，當(dāng)他們與另一個(gè)孩子互動(dòng)或與機(jī)器人互動(dòng)時(shí)，他們傾向于做出類似的經(jīng)濟(jì)決策。如果與機(jī)器人的關(guān)系在兒童中表現(xiàn)出與人類伙伴觀察到的相似的行為，那么機(jī)器人在不同背景下的使用，教育到康復(fù)，尤其重要。“

這個(gè)由跨學(xué)科研究人員組成的研究為人類，特別是兒童與機(jī)器人的關(guān)系以及他們?nèi)绾慰创@些“新實(shí)體” 提供了寶貴的見(jiàn)解。然而，為了提高研究結(jié)果的普遍性，研究人員需要與更多的參與者一起復(fù)制他們的研究。進(jìn)一步的研究還可以比較人類如何與機(jī)器人互動(dòng)以及他們?nèi)绾闻c其他非人類實(shí)體(如動(dòng)物，玩具或其他物體)互動(dòng)。

作者說(shuō)：“目前，我們正在擴(kuò)大心理功能的類型以及人類伙伴可能由機(jī)器人伙伴站在一邊的社會(huì)相關(guān)情境的類型。”