[논문 리뷰] The role of successful human-robot interaction on trust -- Findings of an experiment with an autonomous cooperative robot

Nadine Bender, Samir El Faramawy외 2명|arXiv (Cornell University)|2021. 04. 14.

Human-Automation Interaction and Safety참고 문헌 28인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 15명의 참가자가 로봇과 함께 테이블을 들고 가는 작업을 수행하면서, 성공적인 인간-로봇 상호작용이 자율 로봇에 대한 신뢰에 어떤 영향을 미치는지에 대해 제어된 실험을 통해 조사한다. 결과로는 성공적인 협동 작업 완수 시 로봇에 대한 신뢰와 인식된 적응성 수준이 뚜렷이 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 보조적 상황에서 인간이 로봇에 대한 태도를 형성하는 데 있어 상호작용 성공의 핵심적 역할을 강조한다.

ABSTRACT

The foundation of this paper is an experiment of fifteen participants interacting directly with an autonomous robot. The task for the participants was to carry a table, in two different setups, together with a robot, which is intended to support older people with heavy lifting tasks. By collecting and analyzing observational, quantitative, and qualitative data the interaction was investigated with a specific emphasis on trust in the robot. The overall aim was a better understanding of people's emotional and evaluative reactions when they engage with a functioning robot in a relatable everyday scenario. This study shows that successful cooperative task completion has a positive effect on trust and other related evaluations, like the perceived adaptiveness regarding the robot's behavior.

연구 동기 및 목표

• 노인 환자가 일상생활 과제에서 기능하는 로봇과 상호작용할 때 정서적 반응과 평가 반응을 이해하는 것.
• 로봇과의 성공적인 협동이 신뢰와 인식된 신뢰성에 어떤 영향을 미치는지 조사하는 것.
• 상호작용 품질이 인간이 로봇 행동을 어떻게 인식하는지에 대한 역할을 탐구하는 것.
• 과제 성공 여부가 사용자가 로봇의 적응성과 신뢰성에 대한 평가에 미치는 영향을 평가하는 것.

제안 방법

• 자율적 협동 로봇과 직접 상호작용하는 15명의 참가자를 대상으로 제어된 실험을 실시하였다.
• 실제 보조 상황을 시뮬레이션하기 위해 두 가지 다른 설정으로 테이블 운반 과제를 설계하였다.
• 행동 및 사용자 반응 평가를 위해 상호작용 기간 동안 관찰, 정량적, 정성적 데이터를 수집하였다.
• 신뢰와 인식 지표 분석을 위해 구조화된 인터뷰와 행동 코딩을 활용하였다.
• 행동 관찰과 자가 보고 평가를 결합한 혼합 방법 접근법을 사용하였다.
• 주제 분석과 신뢰도 및 적응성 평가에 대한 통계적 평가를 통해 데이터를 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 협동 과제의 성공적 완수 시 사용자의 로봇에 대한 신뢰는 어떻게 영향을 받는가?
• RQ2 로봇 행동의 인식된 적응성 수준이 사용자의 신뢰에 어느 정도의 영향을 미치는가?
• RQ3 성공적인 인간-로봇 상호작용 중 사용자가 보이는 정서적 및 평가적 반응은 무엇인가?
• RQ4 상호작용의 품질은 로봇의 인식된 신뢰성과 안전성에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 협동 과제의 성공적 완수로 인해 참가자들의 로봇에 대한 신뢰가 뚜렷이 증가하였다.
• 상호작용이 성공했을 경우 참가자들은 로봇의 인식된 적응성 수준을 더 높게 평가하였다.
• 긍정적인 정서적 반응은 항상 성공적인 과제 결과와 연결되어 있었다.
• 과제 성공률이 더 높았던 두 번째 상호작용 설정에서는 신뢰 수준이 뚜렷이 높아졌다.
• 정성적 피드백에 따르면 원활하고 오류 없는 협업은 인식된 안전성과 신뢰성 향상에 기여하였다.
• 본 연구는 상호작용 성공이 인간-로봇 협업에서 신뢰 형성의 핵심 요인임을 확인하였다.