隨著人工智能機(jī)器人在我們的生活環(huán)境中越來越重要，人們會期望他們參與各種各樣的社交互動，例如鼓掌游戲。人類的觸覺在我們的日常生活中十分重要，以至于我們常常不會注意到它的存在。即便如此，觸摸是一種關(guān)鍵的感知能力，可以幫助人們了解世界并與他人聯(lián)系。隨著機(jī)器人市場的增長、機(jī)器人在我們的生活環(huán)境中變得十分常見，人們會期望機(jī)器人參與各種社交互動。在俄勒岡州立大學(xué)的協(xié)作機(jī)器人和人工智能系統(tǒng)（CoRIS）研究所，我研究如何為日常機(jī)器人配備更好的社交--身體互動技能。

一些商業(yè)機(jī)器人已經(jīng)擁有一定的身體互動技能。例如，移動遠(yuǎn)程呈現(xiàn)機(jī)器人的視頻會議功能可以使遠(yuǎn)方家庭成員彼此連接。這些機(jī)器人還可以漫游遠(yuǎn)處的空間，撞到人、椅子和其他遠(yuǎn)程物體。而我的Roomba偶爾會在我的腳趾上發(fā)癢，然后轉(zhuǎn)向房間的另一個(gè)區(qū)域。作為一個(gè)人，我自然地將這個(gè)（和其他Roomba行為）解釋為社交，即使它們不是這樣的。同時(shí)，對于這兩種系統(tǒng)，對機(jī)器人的物理交互行為的社會認(rèn)知還沒有得到很好的理解，并且這些社交觸摸式的交互不能以細(xì)微的方式進(jìn)行控制。

在今年年初加入CoRIS之前，我是南加州大學(xué)互動實(shí)驗(yàn)室的博士后，在此之前，我在賓夕法尼亞大學(xué)GRASP實(shí)驗(yàn)室的Haptics小組完成了博士學(xué)位。我的論文側(cè)重于提高對機(jī)器人控制和規(guī)劃策略如何影響社交觸覺交互感知的一般理解。作為該研究的一部分，我進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于機(jī)器人手部接觸的研究，重點(diǎn)研究了手拍游戲之間的互動。

運(yùn)動和計(jì)劃對這些互動中的社交觸覺體驗(yàn)的影響也是至關(guān)重要的。這種偉大或可怕的高難度體驗(yàn)可能會稍縱即逝，但它也可能影響你與誰交往，你是誰的朋友，甚至你如何看待周圍人的性格或個(gè)性。這種感知、判斷和反應(yīng)也可以擴(kuò)展到機(jī)器人身上！

像這樣的調(diào)查需要混合更傳統(tǒng)的機(jī)器人研究（例如，理解如何移動和控制機(jī)器人手臂，開發(fā)所需機(jī)器人運(yùn)動的模型）以及來自設(shè)計(jì)和心理學(xué)的技術(shù)（例如，與研究參與者進(jìn)行訪談）。啟用具有社交觸摸功能的機(jī)器人也會帶來許多挑戰(zhàn)，即使是熟練的人也無法預(yù)測其他人將要做的事情?？紤]嘗試在高興時(shí)做出令人滿意的手接觸--你可能會想起經(jīng)典格言“觀察肘部”，但如果你像我一樣，即使這可能并不總是有效。

我進(jìn)行了一項(xiàng)研究，涉及八種不同類型的人機(jī)接觸，具有以下不同組合：與反應(yīng)性或非反應(yīng)性機(jī)器人的相互作用，物理反應(yīng)性或非反應(yīng)性規(guī)劃策略，以及較低或較高的機(jī)器人手臂剛度。我的機(jī)器人系統(tǒng)可以通過改變其面部表情以響應(yīng)手接觸而改變面部反應(yīng)，或者通過在感測到手接觸之后更新其下一步移動的計(jì)劃來滿足物理反應(yīng)。

可以通過改變控制機(jī)器人電機(jī)試圖將其臂拉到所需位置的速度的變量來調(diào)整機(jī)器人的剛度。我從之前的研究中了解到，觸摸交互的細(xì)微差別會對感知到的機(jī)器人角色產(chǎn)生重大影響。例如，像Sméagol一樣。過早放手的機(jī)器人可能看起來粗心或草率。

在機(jī)器人抓握的示例中，很明顯了解人們對機(jī)器人特征和個(gè)性的看法可以幫助機(jī)器人專家根據(jù)機(jī)器人的操作環(huán)境選擇合適的機(jī)器人設(shè)計(jì)。我同樣想了解手拍機(jī)器人的面部表情，物理反應(yīng)和硬度會如何影響人類對機(jī)器人愉悅，精力充沛，支配和安全的看法。了解這種關(guān)系可以幫助機(jī)器人專家為機(jī)器人配備適合反應(yīng)模式。例如，在雜貨店中協(xié)助人們的機(jī)器人可能需要設(shè)計(jì)成具有高水平的愉悅性和僅適度的能量，而用于喜劇烘焙戰(zhàn)斗的最有效機(jī)器人可能需要高度的能量和優(yōu)勢而不是其他東西。

在GRASP實(shí)驗(yàn)室與一個(gè)大紅色機(jī)器人拍手的許多深夜之后，我準(zhǔn)備進(jìn)行這項(xiàng)研究。20名參與者參觀了實(shí)驗(yàn)室，與我們的百特研究機(jī)器人拍手，幫助我開始了解這個(gè)類機(jī)器人的社交風(fēng)格的特征如何影響其愉悅。百特與參與者互動，使用鑲有硅膠插入物的定制3D打印手。

研究表明，一個(gè)表面反應(yīng)的機(jī)器人看起來更加愉快和充滿活力。對于這種特殊的研究設(shè)計(jì)和交互，物理反應(yīng)機(jī)器人似乎不那么愉快，精力充沛，占主導(dǎo)地位。我認(rèn)為與更硬的機(jī)器人接觸似乎更難（因此更具優(yōu)勢和更不安全），但與我的期望相反，一個(gè)更加僵硬的機(jī)器人似乎更安全，并且不那么占主導(dǎo)地位。這可能是因?yàn)檩^硬的機(jī)器人更精確地遵循其預(yù)先編程的軌跡，因此看起來更可預(yù)測且更少的自由奔放。

機(jī)器人的安全等級普遍較高，一些參與者對機(jī)器人的面部表情做出了積極的評價(jià)。一些參與者將創(chuàng)造性智能歸因于機(jī)器人--我在本研究中既沒有使用計(jì)算機(jī)視覺也沒有使用Baxter機(jī)器人的攝像頭，但不止一位參與者稱贊機(jī)器人跟蹤他們的手部位置的程度。在與機(jī)器人交互時(shí)，參與者比任何其他分析類型的表達(dá)更能表現(xiàn)出快樂的面部表情。

參與者被要求與Baxter拍手并描述他們?nèi)绾慰创龣C(jī)器人的愉悅性、支配地位和安全性

回到人們?nèi)绾螌⒒镜暮蛯?shí)際的機(jī)器人行為解釋為社會的想法，這些結(jié)果表明，這種社會認(rèn)知不僅適用于我可愛的（但有時(shí)是愚蠢的）Roomba，也適用于協(xié)同工業(yè)機(jī)器人，包括任何能夠進(jìn)行物理人機(jī)交互的機(jī)器人。在設(shè)計(jì)Baxter的運(yùn)動時(shí)，在控制關(guān)節(jié)剛度的等式中調(diào)整單個(gè)數(shù)字可以使機(jī)器人從看似安全和溫順變得危險(xiǎn)和粗魯。這些影響有時(shí)是可預(yù)測的，但往往是意料之外的。

這項(xiàng)特殊研究的結(jié)果為我們提供了部分指導(dǎo)，通過調(diào)整機(jī)器人控制和規(guī)劃的各個(gè)方面來操縱機(jī)器人用戶的情緒體驗(yàn)，但需要未來的工作來充分理解社交觸摸的設(shè)計(jì)空間。材料會起主要作用嗎？個(gè)性化機(jī)器學(xué)習(xí)怎么樣？結(jié)果是否適用于所有機(jī)器人手臂，甚至像協(xié)作工業(yè)機(jī)器人手臂這樣的專業(yè)領(lǐng)域？我打算繼續(xù)回答這些問題，當(dāng)我最終解決人類機(jī)器人的社交風(fēng)格時(shí)，我會高舉所有機(jī)器人來慶祝。

Naomi Fitter是俄勒岡州立大學(xué)協(xié)作機(jī)器人和人工智能系統(tǒng)（CoRIS）研究所的助理教授，她的社會觸覺、輔助機(jī)器人和實(shí)施（SHARE）研究小組旨在使機(jī)器人具備參與社交互動的能力。從好玩的擊掌到具有挑戰(zhàn)性的物理治療案例的互動。她在GRASP實(shí)驗(yàn)室的Haptics Group完成了博士學(xué)位，并于2017年至2018年在南加州大學(xué)互動實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任博士后學(xué)者。

來源：廣東省人工智能產(chǎn)業(yè)協(xié)會官方帳號

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