研究人員探索學齡前兒童和機器人伙伴之間的相互作用

鑒于機器人在各個領(lǐng)域(包括專業(yè)和教育背景)的接近整合，人與機器人之間的關(guān)系已成為越來越多研究的焦點。一個國際和跨學科的研究團隊，包括米蘭卡托利卡德爾薩克羅Cuore大學的心理學家和機器人專家(Antonella Marchetti教授，Davin Massaro教授，Cinzia Di Dio博士和Federico Manzi博士)，京都大學(Shoji Itakura教授)大阪大學(Takayuki Kanda教授)，京都弘治教授和京都國際先進電信研究所(ATR)開展了一項調(diào)查人機交互的研究，其中涉及五歲和六歲的兒童玩耍其他孩子和機器人伙伴。

“人類正在不斷發(fā)展，心理過程和能力的變化和成熟的最復雜階段，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器人合作伙伴做出決定。鑒于機器人文物在我們社會中越來越多的存在和相關(guān)性，開始調(diào)查關(guān)系模式在關(guān)聯(lián)時如何變化是至關(guān)重要的。到一個機器人并且，具體參考我們的實驗研究，從生命的角度來看，合作伙伴的代理機構(gòu)如何影響決策過程。從多學科的角度將發(fā)展心理學與人機交互研究聯(lián)系起來，Itakura提出了一個名為Developmental Cyber??netics的新研究領(lǐng)域，我們在本研究中使用了這個研究領(lǐng)域。

該論文的作者發(fā)表在Springer的國際社會機器人雜志上，他們對揭示人機交互背后的心理機制和過程感興趣。他們的研究特別關(guān)注兒童，因為他們認為這有助于確定表征這種關(guān)系模式的發(fā)展基準。

作者說：“畢竟，與年齡較大的孩子或成年人相比，一個5歲的孩子可能會對機器人采用獨特的關(guān)系模式。”

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

通常用于在ToM上測試幼兒的意外轉(zhuǎn)移任務涉及將物體放在盒子下然后離開房間的角色。當他離開時，第二個角色進入房間并將物體移動到其他地方。然后第一個角色回到房間里尋找他最初放在盒子下面的物體。

實驗者用兩個娃娃，一個球，一個盒子和一個籃子講述了這個故事。當他們講完故事后，他們向參與者詢問了一系列評估他們記憶和ToM的問題。

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

這個實驗的關(guān)鍵目的是確定孩子是否將“錯誤信念”(即相信移位的物體是最后一次看到它的地方)歸因于另一個孩子和機器人代理，或者這些歸因是否有所不同。隨后，研究人員對最后通game博弈中的兒童進行了測試，評估了他們在自己和另一個玩家(即另一個孩子或機器人)之間分配“特殊物體”(即貼紙)的公平性。

“為了研究支持決策過程的動力學，更具體地說，一個人對公平的傾向和敏感性，我們使用了來自經(jīng)濟博弈論的互動游戲，最后通Game博弈，廣泛用于心理學，”作者解釋說。 。“這種實驗情況的優(yōu)勢在于它可以在不同年齡段使用，使實驗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比較玩具時的敏感性和公平性。不同的代理人，在我們的例子中與人或機器人。“

在最后通Game游戲中，一個玩家(提議者)將一筆錢(或貨物)與另一個玩家(接收者)分開。一旦提議者傳達他們的決定，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博弈的一個顯著特點是它需要互惠。事實上，當作為提議者時，玩家需要考慮對方的“思想”，期待她/他的回應以獲得好處，因為提案的拒絕將導致任何收益。研究人員之所以選擇這款游戲，是因為它可以幫助他們更好地了解兒童期望機器人的反應是什么，以及他們?nèi)绾慰创?ldquo;思想”。

“為了評估兒童在心理和生理方面如何看待互動伙伴，我們隨后管理了心理和身體狀況歸因(AMPS)調(diào)查問卷，該問卷由臨時開發(fā)并源自科學文獻，”作者說。“我們越來越多地使用AMPS調(diào)查問卷，因為它允許我們調(diào)查不同年齡的受試者對機器人代理人的'心智'的歸因，并將其與人類代理進行比較。”

研究人員進行的實驗產(chǎn)生了有趣的結(jié)果。雖然兒童似乎認為機器人與人類相比是獨特的實體，但在最后通Game博弈中，當他們與另一個孩子和一個機器人玩耍時，他們的行為反應和推理是相似的。

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

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

這個由跨學科研究人員組成的研究為人類，特別是兒童與機器人的關(guān)系以及他們?nèi)绾慰创@些“新實體” 提供了寶貴的見解。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制他們的研究。進一步的研究還可以比較人類如何與機器人互動以及他們?nèi)绾闻c其他非人類實體(如動物，玩具或其他物體)互動。

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