Robotik kan hjälpa patienter att återhämta sig fysisk funktion vid rehabilitering. BSIP / Universal Images Group via Getty Images

robotar är maskiner som kan känna av miljön och använda den informationen för att utföra en åtgärd. Du kan hitta dem nästan överallt i industrialiserade samhällen idag. Det finns hushållsrobotar som dammsuger golv och lagerrobotar som packar och skickar varor. Labrobotar testa hundratals kliniska prover om dagen. Utbildningsrobotar stödja lärare genom att fungera som en-till-en-handledare, assistenter och diskussionsfacilitatorer. Och medicinsk robotik som består av proteser kan göra det möjligt för någon att greppa och plocka upp föremål med sina tankar.

Att ta reda på hur människor och robotar kan samarbeta för att effektivt utföra uppgifter tillsammans är ett snabbt växande område av intresse för de forskare och ingenjörer som designar robotar såväl som de människor som kommer att använda dem. För framgångsrikt samarbete mellan människor och robotar är kommunikation nyckeln.

Hur människor kommunicerar med robotar

Robotar designades ursprungligen för att utföra repetitiva och vardagliga uppgifter och arbetar uteslutande i robotzoner som fabriker. Robotar har sedan dess utvecklats för att samarbeta med människor med nya sätt att kommunicera med varandra.

Kooperativ kontroll är ett sätt att överföra information och meddelanden mellan en robot och en person. Det handlar om att kombinera mänskliga förmågor och beslutsfattande med robotens hastighet, noggrannhet och styrka för att utföra en uppgift.

Till exempel robotar i jordbruksindustri kan hjälpa jordbrukare att övervaka och skörda grödor. En människa kan styra en semi-autonom vingårdsspruta genom ett användargränssnitt, i motsats till att manuellt spruta sina grödor eller brett spraya hela fältet och riskera överanvändning av bekämpningsmedel.

Robotar kan också stödja patienter i sjukgymnastik. Patienter som haft en stroke eller ryggmärgsskada kan använda robotar för att öva handgrepp och assisterad gång under rehabilitering.

En annan form av kommunikation, emotionell intelligens perception, innebär att utveckla robotar som anpassar sina beteenden baserat på social interaktion med människor. I detta tillvägagångssätt upptäcker roboten en persons känslor när den samarbetar med en uppgift, bedömer deras tillfredsställelse och ändrar och förbättrar sedan dess utförande baserat på denna feedback.

Om roboten till exempel upptäcker att en sjukgymnastikpatient är missnöjd med en specifik rehabiliteringsaktivitet, kan den styra patienten till en alternativ aktivitet. Ansiktsuttryck och förmåga att känna igen kroppsgester är viktiga designöverväganden för detta tillvägagångssätt. De senaste framstegen inom maskininlärning kan hjälpa robotar att dechiffrera känslomässigt kroppsspråk och bättre interagera med och uppfatta människor.

Robotar på rehab

Frågor som hur man får robotlemmar att kännas mer naturliga och kapabla till mer komplexa funktioner som att skriva och spela musikinstrument har ännu inte besvarats.

jag är en elektrisk ingenjör som studerar hur hjärnan styr och kommunicerar med andra delar av kroppen, och mitt labb undersöker särskilt hur hjärna och sidan koordinera signaler mellan varandra. Vårt mål är att designa teknologier som proteser och bärbara robotiska exoskelettenheter som kan bidra till att förbättra funktionen för personer med stroke, ryggmärg och traumatiska hjärnskador.

Ett tillvägagångssätt är genom hjärn-dator gränssnitt, som använder hjärnsignaler för att kommunicera mellan robotar och människor. Genom att komma åt en individs hjärnsignaler och ge riktad feedback kan denna teknik potentiellt förbättra återhämtningstiden i stroke rehabilitering. Hjärn-dator-gränssnitt kan också hjälpa återställa vissa kommunikationsförmåga och fysisk manipulation av miljön för patienter med motorneuronstörningar.

Hjärn-dator-gränssnitt kan tillåta paraplegiska patienter att kontrollera sin rullstol enbart genom tanken. Rolf Vennenbernd/bildallians via Getty Images

Framtiden för interaktion mellan människa och robot

Effektiv integrering av robotar i mänskligt liv kräver att man balanserar ansvar mellan människor och robotar, och att tydliga roller utses för båda i olika miljöer.

Eftersom robotar alltmer arbetar hand i hand med människor kan de etiska frågorna och utmaningarna de ställer inte ignoreras. Bekymmer kring privatpolicy, partiskhet och diskriminering, säkerhetsrisker och robotmoral måste utredas seriöst för att skapa en bekvämare, säkrare och pålitlig värld med robotar för alla. Forskare och ingenjörer som studerar "mörk sida" av människa-robot interaktion utvecklar riktlinjer för att identifiera och förhindra negativa resultat.

Interaktion mellan människa och robot har potential att påverka varje aspekt av det dagliga livet. Det är både designernas och användarnas kollektiva ansvar att skapa ett människa-robot-ekosystem som är säkert och tillfredsställande för alla.

Om författaren

Ramana Vinjamuri, biträdande professor i datavetenskap och elektroteknik, University of Maryland, Baltimore County

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.