Physiologische Reaktionen und wahrgenommene Sicherheit von Menschen bei Begegnungen mit vierbeinigen Robotern

Grunnleggende konsepter

Physiologische Messungen zeigen, dass Menschen bei Begegnungen mit mobilen Robotern eine erhöhte Stressreaktion aufweisen, insbesondere wenn mehrere Roboter gleichzeitig navigieren im Vergleich zu Suchverhalten.

Sammendrag

Die Studie untersuchte die physiologischen Reaktionen und die wahrgenommene Sicherheit von Menschen bei Begegnungen mit mobilen, vierbeinigen Robotern in einer realistischen Wohnumgebung. Dazu wurden 17 Teilnehmer mit Sensoren ausgestattet, die Herzratenvariabilität (HRV) und elektrodermale Aktivität (EDA) aufzeichneten, während sie Begegnungen mit einem oder zwei Robotern erlebten, die sich entweder navigierend oder suchend bewegten. Die Teilnehmer saßen dabei entweder zusammen oder isoliert voneinander.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Teilnehmer im Durchschnitt einen erhöhten Stressreaktionen aufwiesen, wenn Roboter anwesend waren im Vergleich zu Baseline-Messungen. Außerdem führte das Auftreten mehrerer Roboter zu einer höheren Stressreaktion als eine einzelner Roboter. Roboter im Navigationsmodus lösten ebenfalls mehr Stress aus als Roboter im Suchverhalten. Die Sitzposition der Teilnehmer (zusammen oder isoliert) hatte hingegen keinen signifikanten Einfluss auf die Stressreaktion.
Diese Erkenntnisse können Robotikdesigner dabei unterstützen, die wahrgenommene Sicherheit bei der Entwicklung und Implementierung mobiler Roboter in Wohn- und Arbeitsumgebungen zu berücksichtigen. Insbesondere sollten Roboter möglichst einzeln und im Suchverhalten eingesetzt werden, um die Stressbelastung für Menschen zu minimieren.

Statistikk

Die durchschnittliche Herzratenvariabilität (HRV-Entropie) war bei Begegnungen mit Robotern niedriger als in Baseline-Phasen.
Die Häufigkeit phasischer Reaktionen in der elektrodermalen Aktivität (EDA) war bei Begegnungen mit Robotern höher als in Baseline-Phasen.
Die Stressreaktion war bei Begegnungen mit mehreren Robotern höher als bei einem einzelnen Roboter.
Die Stressreaktion war bei Robotern im Navigationsmodus höher als bei Robotern im Suchverhalten.

Sitater

"Physiologische Messungen zeigen, dass Menschen bei Begegnungen mit mobilen Robotern eine erhöhte Stressreaktion aufweisen, insbesondere wenn mehrere Roboter gleichzeitig navigieren im Vergleich zu Suchverhalten."
"Diese Erkenntnisse können Robotikdesigner dabei unterstützen, die wahrgenommene Sicherheit bei der Entwicklung und Implementierung mobiler Roboter in Wohn- und Arbeitsumgebungen zu berücksichtigen."

Viktige innsikter hentet fra

Human Stress Response and Perceived Safety during Encounters with Quadruped Robots

by Ryan Gupta,H... klokken arxiv.org 03-27-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.17270.pdf

Dypere Spørsmål

Wie könnte man die Stressreaktion von Menschen bei Begegnungen mit Robotern weiter reduzieren, z.B. durch Anpassungen im Roboterdesign oder der Interaktionsgestaltung?

Um die Stressreaktion von Menschen bei Begegnungen mit Robotern weiter zu reduzieren, könnten verschiedene Maßnahmen ergriffen werden:

Designanpassungen: Roboter könnten so gestaltet werden, dass sie weniger bedrohlich oder unheimlich wirken. Dies könnte durch freundlichere Formen, sanftere Farben und insgesamt weniger "roboterhafte" Merkmale erreicht werden. Ein humanoides Design, das zu menschenähnlich ist, könnte beispielsweise vermieden werden, um Uncanny-Valley-Effekte zu minimieren.

Verhaltensanpassungen: Roboter könnten so programmiert werden, dass sie nonverbale Signale der Freundlichkeit und Sicherheit senden. Dies könnte durch langsamere Bewegungen, sanftere Interaktionen und klare Kommunikation erfolgen. Transparente Handlungen und klare Absichten könnten die Unsicherheit reduzieren.

Interaktionsgestaltung: Die Interaktion zwischen Mensch und Roboter könnte durch klare Regeln und Erklärungen verbessert werden. Eindeutige Signale, wie z. B. Warnungen vor Bewegungen oder klare Anweisungen, könnten dazu beitragen, Missverständnisse zu vermeiden und das Vertrauen zu stärken.

Schulung und Aufklärung: Eine umfassende Schulung der Benutzer über die Fähigkeiten, Grenzen und Verhaltensweisen des Roboters könnte die Stressreaktion reduzieren. Ein besseres Verständnis der Technologie und ihrer Anwendung kann zu einem Gefühl der Kontrolle und Sicherheit beitragen.

Durch die Kombination dieser Ansätze könnte die Wahrnehmung von Sicherheit und Komfort bei Begegnungen mit Robotern verbessert werden.

Welche anderen Faktoren, neben den untersuchten, könnten die wahrgenommene Sicherheit bei Mensch-Roboter-Begegnungen beeinflussen?

Neben den in der Studie untersuchten Faktoren könnten weitere Aspekte die wahrgenommene Sicherheit bei Mensch-Roboter-Begegnungen beeinflussen:

Kommunikation: Die Art und Weise, wie der Roboter mit den Menschen kommuniziert, kann die Sicherheitsempfindung beeinflussen. Klarheit, Konsistenz und Empathie in der Kommunikation könnten das Vertrauen stärken.

Vorherige Erfahrungen: Frühere Erfahrungen der Personen mit Robotern oder Technologie im Allgemeinen könnten ihre Einstellung und Reaktion auf die Begegnung beeinflussen. Positive Erfahrungen könnten zu einer höheren wahrgenommenen Sicherheit führen.

Umgebungsfaktoren: Die physische Umgebung, in der die Begegnung stattfindet, kann ebenfalls eine Rolle spielen. Eine gut beleuchtete, übersichtliche Umgebung könnte ein Gefühl der Sicherheit vermitteln, während ungewohnte oder unübersichtliche Umgebungen zu Unsicherheit führen könnten.

Kulturelle Unterschiede: Kulturelle Normen und Erwartungen könnten die wahrgenommene Sicherheit beeinflussen. Was in einer Kultur als sicher empfunden wird, kann in einer anderen Kultur anders interpretiert werden.

Durch die Berücksichtigung dieser zusätzlichen Faktoren könnten Designer und Entwickler von Robotern die Interaktionen so gestalten, dass sie die Sicherheit und das Wohlbefinden der Benutzer maximieren.

Wie lassen sich die Erkenntnisse aus dieser Studie auf andere Anwendungsszenarien mit mobilen Robotern übertragen, z.B. in industriellen oder öffentlichen Umgebungen?

Die Erkenntnisse aus dieser Studie könnten auf verschiedene Anwendungsszenarien mit mobilen Robotern übertragen werden:

Industrielle Umgebungen: In industriellen Umgebungen könnten die Erkenntnisse genutzt werden, um die Interaktion zwischen Arbeitern und Robotern sicherer und effizienter zu gestalten. Durch die Anpassung des Designs und Verhaltens der Roboter könnte die Akzeptanz und Zusammenarbeit verbessert werden.

Öffentliche Umgebungen: In öffentlichen Umgebungen wie Flughäfen, Einkaufszentren oder Krankenhäusern könnten mobile Roboter eingesetzt werden, um bestimmte Aufgaben zu erledigen. Die Gestaltung der Roboter und deren Interaktion mit Menschen könnte basierend auf den Erkenntnissen dieser Studie so angepasst werden, dass sie gut in die jeweilige Umgebung passen und von den Nutzern akzeptiert werden.

Sicherheitsanwendungen: In Sicherheitsanwendungen, wie z. B. Überwachung oder Rettungseinsätzen, könnten mobile Roboter eingesetzt werden. Durch die Berücksichtigung der Faktoren, die die wahrgenommene Sicherheit beeinflussen, könnten Roboter so konzipiert werden, dass sie Vertrauen und Unterstützung in kritischen Situationen bieten.

Die Anpassung der Design- und Interaktionsmerkmale von Robotern basierend auf den Erkenntnissen dieser Studie könnte dazu beitragen, die Akzeptanz und Effektivität von mobilen Robotern in verschiedenen Anwendungsbereichen zu verbessern.