Ошибающиеся роботы оказались привлекательнее безупречных
Ученые из Великобритании и Австрии провели исследование реакции людей при взаимодействии с роботом. Сравнив поведение людей при взаимодействии с роботом, который совершает ошибки, и роботом, который оперирует безупречно, исследователи пришли к выводу, что мелкие дефекты в поведении искусственного интеллекта делают его более привлекательным в глазах людей. Статья с исследованием опубликована в журнале Frontiers in Robotics and AI.
В последние годы искусственный интеллект, направленный на взаимодействие с людьми, стал активно применяться во многих сферах человеческой жизни: Amazon Alexa, например, помогает пользователям управлять домом, автомобилем и даже холодильником. Такие роботы далеки от безошибочного оперирования, поэтому исследователи взаимодействий человека с роботом (human-robot interaction, коротко HRI) активно изучают социальный искусственный интеллект in situ, в общении с людьми. Однако, главная цель подобных исследований — выявить лучшие стратегии безошибочной работы роботов, но исследования дефектного поведения при взаимодействии с людьми также могут быть полезны. Изучив социальные сигналы при совершении ошибки, робот может понять, что он сделал что-то не так, а также дать обратный сигнал о том, что дефект выявлен и ведется активная работа над его устранением.
Авторы новой работы изучили реакцию людей при наблюдении за роботом, совершающим ошибки. Так как взаимодействие человек-робот во многом основывается на обычном социальном взаимодействии между людьми, исследователи проверили «эффект оплошности», в соответствии с которым привлекательность людей увеличивается после совершения ими ошибки. Основываясь на этом эффекте, авторы выдвинули три гипотезы, в соответствии с которыми робот, совершающий ошибки, считается:
- более располагающим к себе
- более «человечным» (антропоморфным)
- менее умным
Для проверки гипотез исследователи изучили реакцию людей при взаимодействии с роботом-гуманоидом NAO, выполнявшим два разных задания. Первое задание заключалось в небольшом интервью, во время которого робот задавал участнику эксперимента простые вопросы (например, «Вы уже общались с роботом?»), во время второго задания робот просил человека составлять различные фигуры из конструктора LEGO. Каждый из 45 испытуемых участвовал во взаимодействии с роботом при одном из двух условий:
- робот оперировал без ошибок
- робот совершал мелкие ошибки во время своей работы
Ошибки, совершенные роботом, делились на два вида: технические ошибки (например, прерывание фразы или повторение одного слова несколько раз) и ошибки социального взаимодействия (например, задержка перед произнесением фразы или просьба немедленно бросить кубики на пол).
Исследователи записали общение участников эксперимента с роботом на видео с целью изучить их реакцию, а также попросили их заполнить опросник Godspeed, направленный на изучение восприятия роботов людьми по трем шкалам (привлекательность, антропоморфность и интеллект робота).
Результаты опроса показали, что роботы, совершившие ошибки, показались участникам значительно (p = 0,044) более привлекательными, чем роботы, которые работали безупречно. Показатели антропоморфности и интеллекта роботов не отличались (p = 0,109 и p = 0,723 соответственно) между условиями.
Анализ видеозаписей взаимодействия человека и робота показал, что люди подают невербальные социальные сигналы (например, меняют выражение лица) чаще (p = 0,032) при совершении роботом ошибки. На основании этого ученые сделали вывод, что участники понимали, когда в работе робота были сбои.
Опрос, проведенный после окончания эксперимента, выявил, что семь участников, наблюдающих на роботом, совершающим ошибки, назвали его поведение неприятным и сбивающим с толку, в то время как десять человек положительно отозвались о работе робота с дефектами, назвав его забавным и дружелюбным.
Результаты эксперимента обращают внимание на возможную пользу недостатков в программном обеспечении искусственного интеллекта. Сохранение дефектов, проявляющихся при социальном взаимодействии между роботом и человеком, может позволить инженерам сделать свои творения более приятными в общении, не делая их при этом менее умными в глазах людей.
О доверии людей к роботам в опасных ситуациях (причем даже в тех случаях, когда роботы дают нелогичные указания) вы можете прочитать здесь, а о том, как роботы научились располагать к себе людей с помощью печенья — здесь.
Елизавета Ивтушок
Он может сам подключаться к зарядной станции
Инженеры разработали дешевое решение для автономной подзарядки электрических мультикоптеров. Система под названием AutoCharge представляет собой зарядную станцию с коннектором, оснащенным электромагнитом. Дрон также оснащается магнитным коннектором, размещенном на конце гибкого шнура. При сближении дрона со станцией, коннекторы притягиваются друг к другу, обеспечивая надежное электрическое соединение на время зарядки батареи. Препринт статьи опубликован на сайте arxiv.org. На сегодняшний день мультикоптеры — наиболее популярный тип беспилотных летательных аппаратов. Однако при всех достоинствах, дроны, построенные по этой схеме, обладают ключевым недостатком, который заключается в относительно невысокой продолжительности полета. Для большинства существующих моделей оно не превышает получаса. Увеличение количества батарей на борту приводит к утяжелению дрона и снижению массы полезной нагрузки, которую он способен нести. Например, квадрокоптер US-1, созданный компанией Impossible Aerospace способен на одном заряде провести в воздухе целых два часа и пролететь около 75 километров, но его собственная масса при этом составляет 7,1 килограмма, а полезная нагрузка массой всего лишь 1,3 килограмма снижает время полета со 120 минут до 78. Другой подход к увеличению времени полета дрона — использовать системы автоматической замены или подзарядки батарей в формате зарядных станций, расположенных на пути беспилотника. Однако существующие на сегодняшний день решения (гнезда дронов) не универсальны, имеют сложную конструкцию и высокую стоимость. Кроме того, от мультикоптера обычно требуется точная посадка на платформу, что не всегда легко реализовать на открытом воздухе. Группа инженеров под руководством Джузеппе Лоянно (Giuseppe Loianno) из Нью-Йорского университета разработала простое и дешевое решение AutoCharge для автономной подзарядки дронов любого размера. Оно представляет собой небольшую док-станцию на верхней части которой располагается электрический коннектор, совмещенный с электромагнитом. К дрону крепится гибкий шнур, один конец которого подсоединен к схеме питания батареи дрона, а на другом конце располагается коннектор с постоянным магнитом. Когда батарея беспилотника разряжается ниже порогового значения, он подлетает к зарядной станции. Свободно свисающий на конце шнура магнитный коннектор дрона оказывается в зоне действия магнитного поля электромагнита, встроенного в коннектор на док-станции, притягивается к нему и происходит их стыковка. Правильному и надежному соединению также способствуют отверстия, расположенные на коннекторе док-станции и выступающие штифты на коннекторе дрона. После успешного соединения электромагнит, встроенный в док-станцию, отключается и начинается зарядка батареи дрона. В этот момент дрон может приземлиться рядом или продолжать выполнять задачи в воздухе. После восполнения заряда батареи беспилотник может продолжать полет. Для этого он механически отсоединяет свой коннектор от зарядной станции, на которой с небольшой задержкой снова включается электромагнит, для выполнения следующей стыковки. По словам разработчиков, такая схема зарядки проста, подходит для дронов разных размеров и не требует использования сложных алгоритмов и механизмов для точной посадки, а стоимость док-станции с выполненным с помощью 3D печати корпусом не превышает 50 долларов. Длина шнура может подбираться в зависимости от задач. Например, если дрону не требуется находиться в воздухе во время зарядки, шнур может быть коротким. Это снижает массу дрона и повышает эффективность зарядки, а также почти не влияет на точность управления в полете. https://www.youtube.com/watch?v=6xYvI-qIe3M&t=11s Разработчики провели эксперимент, в ходе которого тестовый квадрокоптер действовал полностью автономно. После полетов по заданной траектории и уменьшения напряжения батареи до минимума дрон подключался к зарядной станции. Зарядив батарею, беспилотник отсоединял коннектор и вновь продолжал полет до очередного разряда. Эксперимент продолжался в течение десяти часов. В будущем инженеры планируют добавить возможность использовать систему зарядки AutoCharge без предварительного знания о местоположении зарядной станции, полагаясь лишь на бортовые камеры дрона для ее визуальной локализации. В случае если необходимо выполнять полеты дольше нескольких часов, дроны-квадрокоптеры оснащают гибридной силовой установкой. В такой схеме беспилотник использует электромоторы для вращения винтов, но энергия для них вырабатывается двигателем внутреннего сгорания. Например, в 2018 году китайские инженеры продемонстрировали полет шестироторного мультикоптера, оснащенного ДВС и аккумуляторами, в ходе которого дрон продержался в воздухе 7 часов и 17 минут.