研究人员探索学龄前儿童和机器人伙伴之间的相互作用

鉴于机器人在各个领域(包括专业和教育背景)的接近整合，人与机器人之间的关系已成为越来越多研究的焦点。一个国际和跨学科的研究团队，包括米兰卡托利卡德尔萨克罗Cuore大学的心理学家和机器人专家(Antonella Marchetti教授，Davin Massaro教授，Cinzia Di Dio博士和Federico Manzi博士)，京都大学(Shoji Itakura教授)大阪大学(Takayuki Kanda教授)，京都弘治教授和京都国际先进电信研究所(ATR)开展了一项调查人机交互的研究，其中涉及五岁和六岁的儿童玩耍其他孩子和机器人伙伴。

“人类正在不断发展，心理过程和能力的变化和成熟的最复杂阶段，包括社交技能的发展，发生在生命的最初几年，”研究人员通过电子邮件告诉TechXplore。“如果生命是一系列决定，很快，我们也将被要求与机器人合作伙伴做出决定。鉴于机器人文物在我们社会中越来越多的存在和相关性，开始调查关系模式在关联时如何变化是至关重要的。到一个机器人并且，具体参考我们的实验研究，从生命的角度来看，合作伙伴的代理机构如何影响决策过程。从多学科的角度将发展心理学与人机交互研究联系起来，Itakura提出了一个名为Developmental Cyber​​netics的新研究领域，我们在本研究中使用了这个研究领域。

该论文的作者发表在Springer的国际社会机器人杂志上，他们对揭示人机交互背后的心理机制和过程感兴趣。他们的研究特别关注儿童，因为他们认为这有助于确定表征这种关系模式的发展基准。

作者说：“毕竟，与年龄较大的孩子或成年人相比，一个5岁的孩子可能会对机器人采用独特的关系模式。”

在他们的研究中，作者对31名意大利幼儿园儿童进行了一系列测试，其中一些评估了他们的心理理论(ToM)，这是人类识别心理状态(如思想，感知，情感等)的能力。自己和他人。特别是，实验者使用经典的意外转移任务和一组意外转移任务的视频评估了儿童对错误信念的理解，其中角色是儿童或机器人。这使他们能够评估儿童将错误的信念，以及心灵理论归于另一个人和机器人的能力。

通常用于在ToM上测试幼儿的意外转移任务涉及将物体放在盒子下然后离开房间的角色。当他离开时，第二个角色进入房间并将物体移动到其他地方。然后第一个角色回到房间里寻找他最初放在盒子下面的物体。

实验者用两个娃娃，一个球，一个盒子和一个篮子讲述了这个故事。当他们讲完故事后，他们向参与者询问了一系列评估他们记忆和ToM的问题。

然后孩子们看到了同一个故事的四个视频，但是机器人代理作为其中一个角色。视频中的两个角色是两个孩子，两个机器人，或一个孩子和一个机器人，而被移位的物体是一只泰迪熊。代理类型(人类和机器人)内部和之间的配对是评估所有可能的关系和角色组合在评估儿童ToM方面的有效性。在观看视频后，孩子们被问到了在古典ToM任务期间他们之前被问过的相同问题。

这个实验的关键目的是确定孩子是否将“错误信念”(即相信移位的物体是最后一次看到它的地方)归因于另一个孩子和机器人代理，或者这些归因是否有所不同。随后，研究人员对最后通game博弈中的儿童进行了测试，评估了他们在自己和另一个玩家(即另一个孩子或机器人)之间分配“特殊物体”(即贴纸)的公平性。

“为了研究支持决策过程的动力学，更具体地说，一个人对公平的倾向和敏感性，我们使用了来自经济博弈论的互动游戏，最后通Game博弈，广泛用于心理学，”作者解释说。 。“这种实验情况的优势在于它可以在不同年龄段使用，使实验者能够以受控方式比较从幼儿期到成年期的数据。同样，可以横向使用相同的方案来比较玩具时的敏感性和公平性。不同的代理人，在我们的例子中与人或机器人。“

在最后通Game游戏中，一个玩家(提议者)将一笔钱(或货物)与另一个玩家(接收者)分开。一旦提议者传达他们的决定，接收者可以接受或拒绝它。如果她/他接受，则按照建议划分资金; 但是，如果他/她不这样做，两位球员都什么也得不到。

最后通Game博弈的一个显着特点是它需要互惠。事实上，当作为提议者时，玩家需要考虑对方的“思想”，期待她/他的回应以获得好处，因为提案的拒绝将导致任何收益。研究人员之所以选择这款游戏，是因为它可以帮助他们更好地了解儿童期望机器人的反应是什么，以及他们如何看待他的“思想”。

“为了评估儿童在心理和生理方面如何看待互动伙伴，我们随后管理了心理和身体状况归因(AMPS)调查问卷，该问卷由临时开发并源自科学文献，”作者说。“我们越来越多地使用AMPS调查问卷，因为它允许我们调查不同年龄的受试者对机器人代理人的'心智'的归因，并将其与人类代理进行比较。”

研究人员进行的实验产生了有趣的结果。虽然儿童似乎认为机器人与人类相比是独特的实体，但在最后通Game博弈中，当他们与另一个孩子和一个机器人玩耍时，他们的行为反应和推理是相似的。

此外，ToM任务的结果表明，所有儿童都将错误信念归因于儿童，而不管任务是以故事板还是视频形式进行管理。有趣的是，所有的孩子都将错误的信念归因于机器人，与其在游戏中的角色无关，这表明机器人与人类的思维一样，受到信息访问限制。这些数据表明，与人机交互相关的机制和信念可能在我们的生命早期发展得相当早。

“儿童将不同的身体和心理状态归因于机器人和人类代理人，”作者说。“但是，当他们与另一个孩子互动或与机器人互动时，他们倾向于做出类似的经济决策。如果与机器人的关系在儿童中表现出与人类伙伴观察到的相似的行为，那么机器人在不同背景下的使用，教育到康复，尤其重要。“

这个由跨学科研究人员组成的研究为人类，特别是儿童与机器人的关系以及他们如何看待这些“新实体” 提供了宝贵的见解。然而，为了提高研究结果的普遍性，研究人员需要与更多的参与者一起复制他们的研究。进一步的研究还可以比较人类如何与机器人互动以及他们如何与其他非人类实体(如动物，玩具或其他物体)互动。

作者说：“目前，我们正在扩大心理功能的类型以及人类伙伴可能由机器人伙伴站在一边的社会相关情境的类型。”