Промежуточный отчет РФФИ (2021)
Аннотационный отчет по проекту № 20-411-590002 р_a_Пермский край
«Теоретические основы прикладного антропоморфизма в робототехнике для успешной
интеграции роботов в общество (на примере сервисных роботов Промобот в Пермском крае)»
Были разработаны теоретико-методологические принципы
прикладного антропоморфизма в сервисной робототехнике, а также
выявлены условия активации антропоморфных проекций у пользователя. В
частности, были сформулированы два принципа проектирования социальных
роботов: 1) принцип асимметрии (поведенческий реализм важнее
высокоантропоморфной внешности); 2) принцип согласованности (внешний
вид и поведение робота должны быть синхронизированы). Кроме того, были
выделены различные формы антропоморфизма, с точки зрения вовлечения в
познавательную деятельность: 1) негативная форма антропоморфизма
(субъект пассивно приписывает человеческие черты нечеловеческим
сущностям); 2) позитивная форма антропоморфизма (субъект активно
выводит антропоморфные черты из поведения машины).
Для обоснования или опровержения вышеуказанных теоретических
концепций были проведены фокус-группы и лабораторный эксперимент на
базе компании «Промобот».
I. Фокус-группы:
В мае 2021 г. на базе ПНИПУ было проведено 3 фокус-группы
(управляемые групповые дискуссии) со студентами и аспирантами ПНИПУ,
которые выступали в роли потенциальных пользователей роботов и
участников HRI (33 человека).
Цель и задачи фокус-групп – уточнить концепцию прикладного
антропоморфизма в робототехнике, а именно: 1) рассмотреть базовые
принципы восприятия роботов потенциальными пользователями; 2)
установить условия активации антропоморфных проекций, наделения
роботов человеческими свойствами и характеристиками; 3) изучить
формирование готовности (или неготовности) пользователей
взаимодействовать с роботами в связи с антропоморфизмом; 4) провести
сравнение разных групп пользователей: с техническим и гуманитарным
профилем образования.
Основные результаты фокус-групп:
Подтверждение принципа асимметрии: участники фокус-групп больше
внимания уделяли поведенческим характеристикам представленных роботов,
а не их внешности. Внешность формирует первое впечатление о роботе
(определяет его первичное восприятие, категоризацию), но оценка робота
проводится на основе его динамических и коммуникативных характеристик,
поведения. Характеристики роботов, способствующие активации
антропоморфных проекций: подвижная мимика, выражающая эмоции (это
является основным фактором, по оценкам участников фокус-групп);
плавность и уместность движений; элементы взаимодействия с человеком
(наличие реакции), в т.ч. способность вести разговор; внешний вид.
Характеристики роботов, препятствующие активации антропоморфных
проекций: неестественность (монотонность, стандартизированность) речи;
статичность. Также к факторам активации антропоморфных проекций в ходе
человеко-машинного взаимодействия относятся личностные особенности
пользователей (наличие опыта знакомства и/или взаимодействия с роботами;
базовые социальные установки по отношению к новым технологиям) и
ситуационные факторы. Антропоморфный робот типа Promobot V.4 в
большей степени воспринимается пользователями как «игрушка» с
полезными функциями, как элемент развлечения, поэтому его неформальное
поведение (шутки, танцы) оцениваются достаточно лояльно. Роботы-
андроиды воспринимаются более серьёзно в двух аспектах: 1) как более
высокотехнологичные и совершенные роботы (с более развитой программой
и функциональными возможностями), 2) как объект (или субъект), от
которого ожидается поведение строго в рамках ситуации (соответствующее
поведению человека в общественных местах).
Результаты фокус-групп подтверждают принцип согласованности:
необходимость синхронизации внешности и поведения робота, в т.ч. его
речи. Полученные негативные оценки со стороны пользователей
высокоантропоморфных роботов (андроидов) по сравнению с простыми
антропоморфными роботами связаны с отсутствием цельного образа,
несоответствием характеристик робота друг другу и ожиданиям
пользователей. Роботы-андроиды по своей внешности сразу воспринимаются
как люди и у пользователей возникают повышенные ожидания относительно
их возможностей и поведения. Проблемной ситуацией для пользователей
является также состояние неактивности роботов-андроидов.
На основе фокус-групп выделены типы восприятия и отношения к
сервисным антропоморфным роботам со стороны потенциальных
пользователей. Как среди «технарей», так и среди «гуманитариев»
представлены разные типы отношения к антропоморфности роботов в
диапазоне от отказа от антропоморфности как во внешнем виде, так и в
поведении, до предпочтения максимально человекоподобных роботов. При
этом «технари» более положительно, чем «гуманитарии», реагируют на
«простых» антропоморфных роботов (типа Promobot V.4), поддерживают
внедрение невысокоантропоморфных роботов, которые ассоциируются с уже
знакомыми роботами из массовой культуры (фильмов).
II. Лабораторное исследование на базе компании “Промобот”
Совместно с психологами из ПГНИУ (г.Пермь) в мае 2021 г. был
проведен лабораторный экперимент на базе компании “Промобот”. Целью
проведения научного исследования было изучение восприятия
пользователями высокоантропоморфного робота-андроида типа RoboC
(разработчик: компания “Промобот”) в ситуации непосредственного
взаимодействия с роботом в лабораторных условиях. Участниками
исследования выступили студенты ПГНИУ. Для измерения процесса
восприятия применялись следующие методики: наблюдение реакции
пользователя на робота, заполнение шкалы позитивного и негативного
аффектов до и после взаимодействия с роботом (адаптированная
психологическая методика PANAS), метод свободного описания (М.
Лалджи), метод ассоциаций.
Основные результаты исследования:
При описании робота-андроида пользователи обращают основное
внимание на его сходство с человеком, прежде всего, по внешнему виду.
Определяющим фактором при этом являются глаза и выражение лица робота.
Контент-анализ полученных свободных описаний позволил выделить
следующие группы характеристик робота-андроида, на которые
пользователи обращают внимание при первом опыте взаимодействия с ним
(в скобках указана суммарная доля соответствующих характеристик в общем
массиве описаний): 1) индивидуальные особенности – пол, возраст,
внешность (38,6%); 2) вербальные средства коммуникации (14,9%); 3)
сходство с человеком (14,3%); 4) особенности взаимодействия –
поддержание разговора, контакт глаз и т.п. (12,6%); 5) невербальные средства
коммуникации (11,6%); 6) эмоциональная реакция участников исследования
(8,0%). Достаточно частое описание робота по индивидуальным
человеческим характеристикам («мужчина средних лет») служит показателем
запуска антропоморфных проекций.
Пожелания участников исследования относительно того, что стоит
изменить в роботе, касались, в первую очередь, повышения уровня
поведенческого реализма (что соответствует принципу согласованности):
добавить мимику и движения, сделать «более человечный» голос, ускорить и
разнообразить реакцию (ответы на вопросы) и др. В редких случаях
высказывались пожелания по внешнему виду робота (кожа, одежда). В ходе
исследования были выявлены различия в восприятии роботов-андроидов со
стороны пользователей, которые могут быть вызваны различиями в
психотипах пользователей (интроверты, экстраверты).
Оригинальность и новизна исследования:
В результате фокус-групп определен спектр разных типов отношения к
сервисным антропоморфным роботам со стороны потенциальных
пользователей, выделены условия активации антропоморфных проекций на
основе внешнего вида роботов («пассивное приписывание») и на основе их
поведения («динамический реализм»). Оригинальность исследования состоит
в оценке различных примеров роботов, разрабатываемых и внедряемых в г.
Перми, со стороны разных групп пользователей (с разным уровнем
компетентности в технических вопросах и опытом знакомства с
робототехникой).
В ходе этапа лабораторных исследований сформулированы
практические рекомендации, позволяющие усовершенствовать
существующие варианты социальных роботов (Promobot RoboC), и
значительно улучшить их восприятие различными группами потенциальных
пользователей в типовых сценариях использования.
В целом, впервые в отечественной и мировой практике успешно
сформулированы теоретико-методологические принципы –
принцип асимметрии и принцип согласованности поведенческого реализма и
антропоморфной внешности робота. Выделены различные формы
антропоморфизма с точки зрения вовлечения в познавательную
деятельность. Выявлены условия активации антропоморфных проекций у
пользователя в ходе человеко-машинного взаимодействия.
Апробация результатов реализации Проекта на научных
мероприятиях с января по август 2021 года:
26 февраля 2021 Е.В. Середкина и И.И. Безукладников прочитали
доклад «Прикладной антропоморфизм в сервисной робототехнике» в рамках
научно-теоретического семинара «Социально-гуманитарная экспертиза в
области человеко-машинного взаимодействия» на базе Института
математики, информационных систем и цифровой экономики РЭУ им. Г.В.
Плеханова.
23 апреля 2021 Е.В. Середкина и И.И. Безукладников выступили в
качестве ключевых спикеров с докладом “Ценностно-ориентированное
проектирование в сервисной робототехнике: кейс Зловещая долина” в рамках
исследовательского семинара Российской ассоциации искусственного
интеллекта (РАИИ) и кафедры Этики философского факультета МГУ им.
М.В. Ломоносова. Семинар прошел в дистанционном формате на платформе
Zoom.
Доклад М.С. Долгих «Уменьшение степени антропоморфности
внешнего вида роботизированной системы Promobot V.4 для повышения
эффективности взаимодействия между человеком и роботом» в рамках
Всероссийской научно-технической конференции «Автоматизированные
системы управления и информационные технологии» (9-11 июня 2021 года,
Пермь, ПНИПУ).
Е.В. Середкина стала организатором и модератором секции «Влияние
прорывных технологий на общество, оценка техники и технологий,
социальные аспекты робототехники» в рамках Международной научно-
практической конференции «Future of Human Smart Cities in Europe and
Central Asia: challenges and opportunities» (6-8 июня 2021 г., г. Томск, ТПУ).
На секции И.И. Безукладников выступил с докладом «Роботы в умном
городе: принцип согласованности как инструмент работы со
стейкхолдерами».
За первый год было опубликовано 3 научные статьи:
Середкина Е.В. Философские основания прикладного
антропоморфизма в социальной робототехнике // Технологос. – 2020. – No 4.
– С. 56–63. DOI: 10.15593/perm.kipf/2020.4.0
, S.Y., Puzyreva, L.O., Mishlanova, S.L., Seredkina, E.V.,
Zhdanov, M.A. (2022). Human-Robot Interaction: Perception and Reflection. In:
Rocha, A., Isaeva, E. (eds) Science and Global Challenges of the 21st Century –
Science and Technology. Perm Forum 2021. Lecture Notes in Networks and
Systems, vol 342. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-89477-1_73
Долгих, М.С., Середкина Е.В. Уменьшение степени антропоморфности
внешнего вида роботизированной системы Promobot V.4 для повышения
эффективности взаимодействия между человеком и роботом //
Автоматизированные системы управления и информационные технологии:
материалы всероссийской научно-технической конференции. – Пермь:
ПНИПУ, 2021. – 208-215 (в печати)
Совершенствование машинообразных и антропоморфных моделей
социальных роботов компании «Промобот» (Promobot V.4, робот RoboC) на
основе теоретических принципов «прикладного антропоморфизма» с целью
увеличения эффективности взаимодействия с пользователями и клиентами в
рамках программы цифровизации экономики в Пермском крае для
улучшения качества жизни и условий ведения предпринимательской
деятельности.
В ходе этапа лабораторных исследований сформулированы
практические рекомендации, позволяющие усовершенствовать
существующие варианты социальных роботов (Promobot RoboC), и
значительно улучшить их восприятие различными группами потенциальных
пользователей в типовых сценариях использования.