[논문 리뷰] Effects of Faults, Experience, and Personality on Trust in a Robot Co-Worker

Satragni Sarkar, Dejanira Araiza-Illan외 1명|arXiv (Cornell University)|2017. 03. 07.

AI in Service Interactions참고 문헌 25인용 수 23

한 줄 요약

이 연구는 참가자가 실제 로봇과 함께 물리적 물체를 조립하고 분해하는 과정에서 장애 유무 조건 하에서 협동 제조 로봇에 대한 신뢰를 조사한다. 기대와는 달리, 고장 존재 여부가 인식된 신뢰성, 능력, 호감도에 미치는 영향은 미미했으며, 오히려 참가자의 이전 경험과 성격 특성이 산업용 로봇 동료 상황에서 신뢰 인식에 약간이지만 뚜렷한 영향을 미쳤다.

ABSTRACT

To design trustworthy robots, we need to understand the impact factors of trust: people's attitudes, experience, and characteristics; the robot's physical design, reliability, and performance; a task's specification and the circumstances under which it is to be performed, e.g. at leisure or under time pressure. As robots are used for a wide variety of tasks and applications, robot designers ought to be provided with evidence and guidance, to inform their decisions to achieve safe, trustworthy and efficient human-robot interactions. In this work, the impact factors of trust in a collaborative manufacturing scenario are studied by conducting an experiment with a real robot and participants where a physical object was assembled and then disassembled. Objective and subjective measures were employed to evaluate the development of trust, under faulty and non-faulty robot conditions, and the effect of previous experience with robots, and personality traits. Our findings highlight differences when compared to other, more social, scenarios with robotic assistants (such as a home care assistant), in that the condition (faulty or not) does not have a significant impact on the human's perception of the robot in terms of human-likeliness, likeability, trustworthiness, and even competence. However, personality and previous experience do have an effect on how the robot is perceived by participants, even though that is relatively small.

연구 동기 및 목표

• 로봇 고장이 협동 제조 환경에서 인간의 신뢰에 미치는 영향을 이해하기 위해.
• 로봇과의 이전 경험의 유무가 산업용 동료 상황에서의 신뢰 인식에 어떻게 영향을 미치는지 조사하기 위해.
• 성격 특성이 인간이 로봇의 신뢰성과 호감도를 어떻게 평가하는지에 미치는 역할을 평가하기 위해.
• 주관적 및 객관적 신뢰 측정치가 인간-로봇 협업 과제에서 일치하는지 평가하기 위해.
• 공동 작업 공간에서 신뢰할 수 있고 인간이 수용할 수 있는 산업용 로봇 설계 지침을 제공하기 위해.

제안 방법

• 실제 로봇(Baxter)과 인간 참가자를 활용한 통제된 실험을 실시하여 협동 조립 및 분해 과제를 수행하였다.
• 참가자가 고장 유무 조건 모두에서 로봇과 상호작용하는 내부 설계를 사용하였다.
• 주관적 신뢰, 인식된 인간화 수준, 호감도, 성격 특성(검증된 척도 사용)을 측정하기 위해 사전 및 사후 설문지를 활용하였다.
• 과제 완료 시간과 오류율과 같은 객관적 성과 데이터를 수집하여 주관적 신뢰 측정치와 연관시켰다.
• 미세한, 비파국적인 고장 유형, 이전 기술 경험, 성격(사용된 TIPI 척도)이 신뢰 결과에 미치는 영향을 분석하였다.
• 고장 존재 여부, 경험, 성격이 신뢰 인식에 미치는 영향을 검증하기 위해 통계 분석을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 로봇 고장의 다양한 유형이 협동 제조 과제에서 인간의 신뢰성, 능력, 안전성 인식에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 로봇과의 이전 경험은 물리적 조립 과제 중 로봇 동료에 대한 신뢰에 어느 정도의 영향을 미치는가?
• RQ3 개인의 성격 특성(예: 협동성, 외향성 등)은 협동 로봇에 대한 신뢰와 호감도에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ4 고장 존재 여부가 참가자의 성과 또는 로봇의 신뢰성 및 호감도 평가에 유의미하게 영향을 미치는가?
• RQ5 객관적 과제 성과 지표와 주관적 신뢰 측정치 사이에 상관관계가 있는가?

주요 결과

• 로봇 내 고장 존재 여부가 참가자들이 로봇의 신뢰성, 능력, 안전성, 호감도를 평가하는 데에 유의미한 영향을 미치지 않았다.
• 참가자들은 과제 중 미세한 오류를 일으킨 로봇에 대해서도 전반적으로 높은 수준의 신뢰와 호감도를 보였다.
• 기술 경험의 유무가 로봇의 신뢰성 및 능력 인식에 약간이지만 통계적으로 유의미한 영향을 미쳤다.
• 협동성과 개방성과 관련된 성격 특성이 로봇의 인간화 수준과 호감도 인식에 약간이지만 측정 가능한 영향을 미쳤다.
• 과제 완료 시간과 오류율과 같은 객관적 성과 지표는 고장 유무 조건 간에 유의미한 차이를 보이지 않아, 과제 수행에 미치는 영향이 미미하다는 것을 시사한다.
• 강한 고장 효과가 나타나지 않은 것은 과제의 난이도, 고장의 미세함, 사전 훈련의 부재로 인해 잠재적 신뢰 저하가 가림을 받았을 가능성이 있다.