Человеко-машинные интерфейсы становятся все более эффективными, меньшими, простыми в использовании и более захватывающими с каждым днем. Сенсорный экран смартфона, включая его иконки, изображения и меню, позволяет непрофессионалу освоить сложное устройство в течение нескольких часов.
Однако в области вспомогательной робототехники, например, в протезировании, быстрая совместная адаптация человека и машины еще не является распространенной. Биосовместимые датчики должны быть физически и стабильно подключены к телу пользователя, а соответствующая электроника и вычислительная мощность должны быть носимыми и ненавязчивыми. Самое главное, что намерение пользователя должно быть обнаружено и надежно превращено в управляющие команды для протеза в режиме реального времени. Это требует стратегий взаимодействия человека и машины, которые приводят к непрерывному улучшению пожизненного симбиоза.
Идеальный интерфейс одновременно интерпретирует желания пользователя и обеспечивает обратную связь через сенсорную замену, которая может быстро привести к изменениям в воспринимаемом я и его предположительно лежащем в основе чувстве собственности на тело и Агентстве. Таким образом, человеко-машинные интерфейсы являются эффективными инструментами для нейробиолога и экспериментального психолога, предоставляя возможность изучать адаптивные процессы между людьми и машинами в течение длительных периодов времени, чтобы пролить новый свет на пластичность человеческого мозга и тела.
В этом обзоре когнитивной науки профессор Филипп Беккерле, доктор Клаудио Кастеллини и профессор Бигна Ленгенхагер используют междисциплинарный подход в поперечном сечении психологии, робототехники и искусственного интеллекта, чтобы наметить потенциальные шаги к идеальному двунаправленному человеко-машинному интерфейсу.
В то время как носимые гаптики, оболочки роботов, датчики высокой плотности и стимуляторы быстро развиваются, интерфейсы, которые обрабатывают и обрабатывают информацию для содействия совместной адаптации людей и машин, все еще далеки от реального применения.
В настоящем исследовании анализируется взаимодействие между человеческим познанием и работой интерфейса: как человек и машина могут работать вместе более плотно, взаимно адаптироваться друг к другу и привести к ощущению протеза руки как собственной руки, а не как инструмента?
Команда предлагает дорожную карту исследований с краткосрочными, среднесрочными и долгосрочными целями, чтобы окончательно преодолеть текущие ограничения систем взаимодействия человека и машины и одновременно улучшить наше понимание познания, связанного с человеческим телом.
Хорошо известно, например, что человек никогда не забывает, как плавать, кататься на лыжах или велосипеде. Каковы требования к двунаправленному человеко-машинному интерфейсу для достижения того же эффекта? Можем ли мы, по крайней мере в принципе, обеспечить воплощение в протезе руки? Как далеко мы можем зайти в изменении своего чувства собственности и свободы воли в мире? Насколько это важно и полезно?
Авторы выделяют четыре подполя робототехники и психологии, в которых необходимо развивать новые технологии, а также адаптивные методы взаимодействия для достижения принятия реабилитационных и вспомогательных устройств (все еще очень низких, по крайней мере, в протезировании верхних конечностей) в будущем.
В то время как важные конечные точки, по пути захватывающие новые возможности будут возникать из этого исследования, чтобы создать более глубокое понимание человеческого познания.
“В ближайшем будущем мы сталкиваемся с различными критическими проблемами, связанными с взаимосвязью между областями исследований. Лучше всего то, что наши результаты могут быть обобщены на более широкий спектр приложений, которые выиграют от интуитивного управления, например, промышленные, медицинские и спасательные приложения”, – говорит профессор Беккерл.
