Robotar i grupp som går att lita på och förstå

Forskning inom området människa-robot-interaktion handlar oftast om hur enskilda robotar ska bete sig när de interagerar med människor. Forskare vid Umeå universitet går bortom detta och studerar grupper av robotar som interagerar med grupper av människor. Resultaten har publicerats i Paladyn - Journal of Behavioral Robotics och är under granskning i tidskriften Frontiers.

Den nyligen publicerade studien finns med i SoftBank Robotics video "Best of 2020 with Pepper and NAO". Videon visar hur tre robotar löser en gemensam uppgift samtidigt som de verbalt förklarar hur de fördelar arbetet mellan varandra.

I framtiden kommer robotar dyka upp överallt i vårt samhälle; i våra hem, kontor, industrier och offentliga platser. I takt med att de blir allt vanligare kommer vi också att se inte bara en robot, utan flera robotar som arbetar tillsammans med en eller flera människor. Detta väcker många nya frågor om hur robotar ska utformas för att vara både säkra, pålitliga och effektiva.

– Både människor och robotar kan ha flera olika roller i sådana sammanhang, säger Suna Bensch, universitetslektor på Institutionen för datavetenskap vid Umeå universitet.

Hon är en av forskarna bakom en nyligen publicerad artikel, som beskriver hur en grupp av robotar samarbetar med varandra, samtidigt som dom verbalt förklarar vad de gör och planerar att göra. Sådana förklaringar gör det möjligt för människor att förstå vad robotarna håller på med och varför dom gör det dom gör. På så sätt blir interaktionen säker och effektiv.

Verbala förklaringar från sådana grupper av robotar bör utformas så att de inte bara är korrekta utan också lagom detaljerade. Detta uppnås till exempel genom att robotarna följer mänskliga kommunikationsprinciper så som ”Gricean maxims”, vilken går ut på att lyssnare och talare samarbetar med varandra för att förstås på bästa sätt.

– En robot ska inte upprepa vad den redan har sagt eller vad andra robotar eller människor redan har sagt. De bör inte heller säga irrelevanta saker och därigenom störa interaktionen, fortsätter Suna Bensch, och tillägger att deras studie pekar på att robotar som har denna typ av konversationsförmåga uppfattas som mer naturliga av interagerande människor.

– Våra robotar samarbetar med varandra också genom att ta hänsyn till sina förmågor och begränsningar, samt genom att upptäcka och ta bort hinder i miljön medan de samarbetar, säger Kai-Florian Richter, universitetslektor vid Institutionen för datavetenskap vid Umeå universitet.

Studien är en del av en större satsning av Umeåforskarna för att undersöka hur robotar ska göras förståeliga av interagerande människor. Många robotar saknar förmågan att kommunicera sina handlingar, avsikter, kapacitet och begränsningar till användare som inte är experter, och detta försämrar användarnas upplevelse av robotarna, och även effektiviteten och säkerheten påverkas negativt.

En viktig del av detta arbete är utvecklingen av ett forskningsverktyg för att enkelt kunna styra flera robotar. Verktyget distribueras med öppen källkod, och kan även användas av forskare med icke-teknisk bakgrund för att utföra experiment med en eller flera robotar.

– Vi uppmanar forskare att kontakta oss om de vill göra experiment för att testa sina hypoteser eller AI-modeller. Det nya verktyget gör det möjligt att studera hur robotar uppfattas av människor med hjälp av den så kallade “Wizard-of-Oz”-metoden. Med hjälp av den kan man simulera robotfunktioner som ännu inte finns, eller som är för instabila, såsom användning av naturligt språk, gester, blickar och kroppsrörelser. Verktyget ger oss en chans att studera hur grupper av robotar med avancerade kognitiva och sociala förmågor uppfattas av interagerande människor,” säger Thomas Hellström, professor på Institutionen för datavetenskap vid Umeå universitet.

När det gäller inslaget i SoftBanks video kommenterar Suna Bensch skrattande:

– Jag tror att vi kom med eftersom vi lyckades få våra Pepper-robotar att greppa föremål med fingrarna, något de inte är avsedda att göra! Vi bröt kanske mot garantireglerna men är mycket glada över att våra robotar kom med i videon.

Originalartiklar

Singh, Avinash; Baranwal, Neha; Richter, Kai-Florian; Hellström, Thomas; Bensch, Suna: Verbal explanations by collaborating robot teams. Paladyn - Journal of Behavioral Robotics, Vol. 12 (1): 47-57, De Gruyter Open, 2021.
DOI: https://doi.org/10.1515/pjbr-2021-0001

Rietz, Finn; Sutherland, Alexander; Bensch, Suna; Wermter, Stefan; Hellström, Thomas. WoZ4U: An Open-Source Wizard-of-Oz Interface for Easy, Efficient and Robust HRI Experiments (inskickad för publicering i tidskriften Frontiers.

Filmklipp

Best of 2020 with Pepper and NAO. (Klippet på Umeå universitets Pepper-robotar visas vid 1:18):

WoZ4U: Öppen källkod ”Wizard-of-Oz”-gränssnitt för Pepper-robotar:

Samarbetande grupp av robotar

Pressfoton

Sex olika foton för nedladdning

För mer information, kontakta gärna:

Suna Bensch, suna@cs.umu.se
Thomas Hellström, thomas.hellstrom@umu.se
Kai-Florian Richter, kai-florian.richter@umu.se