Les chercheurs utilisent la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge pour surveiller les réponses des participants.
Alors que les industries commencent à voir les humains travailler en étroite collaboration avec les robots, il est nécessaire de s’assurer que la relation est efficace, harmonieuse et bénéfique pour les humains. La fiabilité des robots et la volonté des humains de faire confiance au comportement des robots sont essentielles à cette relation de travail. Cependant, il peut être difficile d’évaluer le niveau de confiance des humains en raison de la subjectivité, un défi que les chercheurs du département d’ingénierie industrielle et des systèmes Wm Michael Barnes ’64 de la Texas A&M University cherchent à résoudre.
Ranjana Mehta, professeur associé et directrice du laboratoire de neuro-ergonomie, explique que les recherches de son laboratoire sur la confiance entre l’homme et l’autonomie découlent d’une série de projets sur les interactions homme-robot dans les domaines de travail critiques pour la sécurité, financés par la National Science Foundation (NSF).
« Alors que notre objectif était jusqu’à présent de comprendre comment les états de fatigue et de stress des opérateurs influent sur la façon dont les humains interagissent avec les robots, la confiance est devenue un concept important à étudier », a déclaré Mehta. « Nous avons constaté que lorsque les humains sont fatigués, ils baissent leurs gardes et font plus confiance à l’automatisation qu’ils ne le devraient. Cependant, la raison pour laquelle c’est le cas devient une question importante à traiter. »
Les derniers travaux de M. Mehta, financés par la NSF, ont été publiés récemment dans Human Factors : The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society, se concentre sur la compréhension des relations entre le cerveau et le comportement afin de comprendre pourquoi et comment les comportements de confiance d’un opérateur sont influencés par des facteurs humains et robotiques.
Mehta a également publié un autre article dans la revue Applied Ergonomics qui étudie ces facteurs humains et robotiques.
En utilisant la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge, le laboratoire de Mehta a capturé l’activité cérébrale fonctionnelle pendant que les opérateurs collaboraient avec les robots sur une tâche de fabrication. Ils ont constaté que les actions défectueuses des robots diminuaient la confiance de l’opérateur dans les robots. Cette méfiance était associée à une activation accrue des régions des cortex frontal, moteur et visuel, indiquant une augmentation de la charge de travail et une conscience accrue de la situation. Il est intéressant de noter que le même comportement de méfiance était associé au découplage de ces régions cérébrales travaillant ensemble, qui étaient par ailleurs bien connectées lorsque le robot se comportait de manière fiable. Mehta a déclaré que ce découplage était plus important lorsque le niveau d’autonomie du robot était élevé, ce qui indique que les signatures neuronales de la confiance sont influencées par la dynamique de l’équipe homme-autonome.
« Ce que nous avons trouvé de plus intéressant, c’est que les signatures neuronales différaient lorsque nous comparions les données d’activation cérébrale entre les conditions de fiabilité (manipulées en utilisant le comportement normal et défectueux du robot) et les niveaux de confiance de l’opérateur (recueillis par le biais d’enquêtes) dans le robot », a déclaré Mehta. « Cela souligne l’importance de comprendre et de mesurer les relations entre le cerveau et le comportement en matière de confiance dans les collaborations homme-robot, car la perception de la confiance seule n’est pas révélatrice des comportements de confiance des opérateurs. »
Sarah Hopko (19 ans), auteur principal des deux articles et récente doctorante en génie industriel, a déclaré que les réponses neuronales et les perceptions de la confiance sont à la fois des symptômes de comportements de confiance et de méfiance et qu’elles transmettent des informations distinctes sur la façon dont la confiance se construit, se brise et se répare avec différents comportements de robots. Elle a souligné la force des mesures de confiance multimodales – activité neuronale, suivi oculaire, analyse comportementale, etc. — peuvent révéler de nouvelles perspectives que les réponses subjectives seules ne peuvent offrir.
La prochaine étape consiste à étendre la recherche à un contexte de travail différent, tel que les interventions d’urgence, et à comprendre comment la confiance dans les équipes de robots multi-humains influe sur le travail d’équipe et les tâches à accomplir dans des environnements critiques pour la sécurité. Selon M. Mehta, l’objectif à long terme n’est pas de remplacer les humains par des robots autonomes, mais de les aider en développant des agents d’autonomie conscients de la confiance.
« Ce travail est essentiel, et nous sommes motivés par le fait que la conception, l’évaluation et l’intégration de la robotique humaine dans la boucle sur le lieu de travail soutiennent et renforcent les capacités humaines », a déclaré M. Mehta.
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