[論文レビュー] Effects of Faults, Experience, and Personality on Trust in a Robot Co-Worker

Satragni Sarkar, Dejanira Araiza-Illan+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 7, 2017

AI in Service Interactions参考文献 25被引用数 23

ひとこと要約

本研究では、故障ありおよび故障なしの状態で実際のロボットと共同で物理的対象を組み立て・分解する作業を通じて、共同製造におけるロボットへの信頼について調査した。予想に反して、故障の有無は、信頼性、能力、好ましさの認識にほとんど影響を及ぼさなかった。代わりに、参加者の過去の経験と性格的特徴が、産業用ロボット共同作業の場面における信頼の認識にわずかだが顕著な影響を示した。

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.

研究の動機と目的

• ロボットの故障が共同製造環境における人間の信頼に与える影響を理解すること。
• ロボットとの事前の経験が産業用共同作業の場面における信頼の認識にどのように影響するかを調査すること。
• 性格的特徴が人間のロボットの信頼性および好ましさの認識をどのように形作るかを評価すること。
• 人間-ロボット協働タスクにおいて、客観的および主観的信頼測定値が一致するかどうかを評価すること。
• 共有作業空間における信頼性が高く、人間が受け入れやすい産業用ロボットの設計指針を提供すること。

提案手法

• 実際のロボット（Baxter）と人間参加者を用いた制御された実験を実施し、共同組立・分解タスクを実施した。
• 被験者が故障ありおよび故障なしの両状態でロボットと対話する、被験者内設計を採用した。
• 事前および事後のアンケートを用いて、主観的信頼、人間的特徴の付与の程度、好ましさ、性格的特徴（妥当な尺度を用いて）を測定した。
• タスク完了時間や誤り率といった、主観的信頼測定値と相関をとるための客観的パフォーマンスデータを収集した。
• 故障の種類（微妙な故障、非崩壊的故障）、事前の技術経験、性格（TIPIを用いて）が信頼の結果に与える影響を分析した。
• 仮説を検証するため、故障の有無、経験、性格が信頼の認識に与える影響を統計的分析で検討した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ロボットの故障の種類が、共同製造タスクにおける人間の信頼性、能力、安全性の認識にどのように影響するか？
• RQ2 ロボットとの事前の経験が、物理的組立タスクにおけるロボット共同作業者の信頼にどの程度影響を及けるか？
• RQ3 個人の性格的特徴（例：協調性、開放性）が、共同ロボットに対する信頼および好ましさにどのように影響するか？
• RQ4 故障の有無が、参加者のパフォーマンスやロボットの信頼性・好ましさの主観的評価を顕著に変化させるか？
• RQ5 人間-ロボット協働タスクにおいて、客観的タスクパフォーマンス指標と主観的信頼測定値の相関関係はいかなるか？

主な発見

• ロボットに故障が存在しても、参加者がロボットの信頼性、能力、安全性、好ましさをどのように認識するかに顕著な影響はなかった。
• 参加者は、タスク中にわずかな誤りを犯しても、全体的にロボットに対して高い信頼と好ましさを示した。
• 技術経験の有無が、ロボットの信頼性および能力の認識にわずかだが統計的に有意な影響を及えた。
• 性格的特徴、特に協調性や開放性に関連する特徴が、ロボットの人格的付与や好ましさの認識にわずかだが測定可能な影響を示した。
• タスク完了時間や誤り率といった客観的パフォーマンス指標は、故障ありと故障なしの状態で有意差を示さなかったため、タスク実行にほとんど影響がなかったと考えられる。
• 故障の影響が弱い理由として、タスクの難易度、故障の微妙さ、事前の訓練の欠如が原因で、潜在的な信頼低下が隠れてしまっていた可能性がある。