Is dat niet eng? Robots met een ‘menselijk’ brein

Hoe gaan robots de wereld veranderen? Een veelgestelde en nog onbeantwoorde vraag. We hebben immers geen glazen bol. Wat we wel weten is dat digitalisering en automatisering de wereld de afgelopen decennia enorm hebben veranderd. Op de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van slimme machines in de industrie en het dagelijks leven. Wetenschappers duiken in de technologie en studententeams gaan aan de slag met concrete oplossingen voor maatschappelijke problemen. In deze reeks lees je over de nieuwste robots, hun achtergrond en hun toekomstbeeld. Vandaag de zevende aflevering: sociale robots.

In het Social Robotics Lab op de TU/e gaan onderzoekers en studenten de uitdaging aan: zij onderzoeken de mogelijkheden om robots sociale vaardigheden aan te leren. Zijn robots dan in de toekomst nog wel van mensen te onderscheiden?

We maken in het dagelijks leven steeds vaker gebruik van robots, bijvoorbeeld op het werk of in het huishouden. Praktische en repeterende taken kunnen robots heel goed uitvoeren, veel beter dan mensen. Maar hoe dicht ga je bij iemand staan wanneer je iets wilt vragen? En hoe lang kijk je iemand aan tijdens een gesprek voordat je even wegkijkt? Allemaal sociale vaardigheden waar wij niet over nadenken, het gaat vanzelf. Voor een robot is dit lastig te bepalen, zeker omdat het geen vaststaande feiten of taken zijn.

Stap voor stap

Met dit soort vraagstukken zijn Emilia Barakova en Raymond Cuijpers, de oprichters van het Social Robotics Lab, iedere dag bezig. Barakova is universitair hoofddocent maatschappelijk intelligente systemen aan de faculteit Industrial Design en Cuijpers onderzoekt cognitieve robots en mens-robot interactie. “We leren de robots stap voor stap bepaalde vaardigheden aan”, legt Barakova uit. “Daarvoor is steeds heel veel onderzoek nodig.” De komende jaren hoeven we dus nog niet bang te zijn voor perfecte sociale robots die een eigen leven gaan leiden.

Psychologie

“Het is een wereld waarin de menselijke psychologie en robotica samenkomen”, zegt Cuijpers. Sociale robotica is een relatief nieuw onderzoeksgebied. Waar veel onderzoekers zich nu richten op de praktische en technologische uitdagingen rondom robots, kijken Cuijpers en Barakova verder vooruit. Want hoe meer robots gaan doen, hoe belangrijker hun sociale vaardigheden worden. Zo wordt er veel onderzoek gedaan naar robots in de ouderenzorg zodat mensen langer thuis kunnen blijven wonen. “Wat ons opviel is dat mensen minder sociale druk voelen bij een robot. Wanneer een mens moet helpen met naar het toilet gaan, voelen ouderen zich vaak opgelaten. Met een robot hebben ze dat gevoel niet”, legt Cuijpers uit. “Zij hebben behoefte aan een onbevooroordeelde robot, een maatje net als een huisdier. Dan zijn bepaalde vaardigheden om iemand om zijn gemak te stellen belangrijk.”

Lichaamstaal

“De robot moet zowel verbale als non-verbale communicatie begrijpen”, zegt Barakova. Cuijpers gaat verder: “Als de robot vraagt hoe het gaat, kan iemand zeggen dat het goed gaat. Maar dat woord op zich zegt meestal niet zo veel. Je kijkt naar de toon en gezichtsuitdrukking om te zien of iemand het echt meent.” Door ook naar de non-verbale communicatie te kijken, begrijpt de robot volgens de onderzoeker meer van de context waarin dingen gezegd worden. Dit is volgens hem zowel belangrijk voor humanoïde robots, robots die op mensen lijken, als voor machines als huishoudrobots. “De meeste robots werken samen met mensen en moeten mensen daarom begrijpen. Voor robots die op mensen lijken is het makkelijker om non-verbaal te communiceren, bijvoorbeeld met gezichtsuitdrukkingen.”

Barakova deed de afgelopen jaren onderzoek naar het gebruik van een robot in de therapie voor kinderen met autisme. Voor deze kinderen is het herkennen van non-verbale communicatie erg lastig. De robot heeft een aantal vormen van non-verbale communicatie geleerd die hij dan over kan brengen aan het kind. “De robot en een kind kunnen bijvoorbeeld samen memory spelen. Het kind draait een kaart om en de robot kijkt naar de bijpassende kaart die nog op zijn kop ligt. Zo leert het kind om de kijkrichting van de robot te volgen om de kaart te vinden”, legt Barakova uit. “Het volgen van de kijkrichting is een sociale vaardigheid die mensen ook vaak in het dagelijks leven gebruiken.” Een dergelijke robot kan mensen met een cognitieve of visuele beperking ook ondersteunen. “De robot is dan een soort coach die helpt om je uit te drukken in een bepaalde situatie.”

Gedrag analyseren

Om een robot sociaal gedrag aan te leren, kijkt Cuijpers voornamelijk naar de psychologie van de mens. “Er is veel literatuur te vinden over het gedrag van mensen. Bijvoorbeeld rondom het maken van oogcontact zijn kwalitatieve regels opgesteld door psychologen. Degene die luistert, kijkt iemand vrijwel de hele tijd aan, terwijl degene die praat af en toe de ruimte inkijkt”, vertelt hij. “Dit probeer ik te vertalen in een model, kwantitatieve regels, die de robot kan gebruiken. Dit kunnen we vervolgens testen en bijschaven tot we tevreden zijn over het gedrag van de robo

Daarnaast maakt de robot volgens Cuijpers gebruik van een aantal basisregels in de maatschappij, bijvoorbeeld verkeersregels. “Een afstudeerder heeft onderzoek gedaan naar autonome karretjes die door de gangen van het ziekenhuis rijden om wasgoed op te halen. Door middel van navigatie weet de robot waar hij naartoe moet rijden. Daarbij maakt hij gebruik van de basisregels, zoals altijd rechts rijden. Het wordt interessant wanneer er een obstakel op de weg staat”, stelt hij. “De robot kan dan in principe links voorbij, mits er geen tegenligger aankomt. Dan moet hij gaan versnellen, vertragen of stil gaan staan. Om een besluit te nemen moet hij ook kijken wat de andere persoon doet en laten merken wat hij zelf van plan is. Hij moet dus non-verbale signalen lezen en geven.”

Om dit soort toepassingen uiteindelijk te kunnen gebruiken, zijn heel veel testen nodig. “De interactie tussen mensen onderling, die in de psychologie vaak wordt onderzocht, is anders dan de interactie tussen mens en robot”, legt Cuijpers uit. “Daarnaast kan een model goed werken met één persoon in de ruimte, maar wordt het lastiger als er meerdere mensen zijn.” Het zijn allemaal aspecten waar de onderzoekers rekening mee moeten houden.

Gebruikers overtuigen

Wereldwijd wordt er onderzoek gedaan naar robots. “Azië loopt hierin voorop”, stelt Barakova. Zij werkte na haar promotie een aantal jaren in verschillende Japanse laboratoria waar onderzoek wordt gedaan naar sociale robotica. “Daar zijn robots veel meer geaccepteerd, in Nederland zijn mensen sceptischer”, stelt ze. Om mensen te overtuigen van de voordelen van robots, moeten er volgens Barakova robuustere toepassingen komen. Robots moeten altijd en overal werken. “Als mensen ervaren hoe het is om met een robot te werken en als ze zien wat de mogelijkheden zijn, dan staan ze er vaak meer voor open”, vertelt ze. “We gaan de komende tijd nieuwe toepassingen onderzoeken en kijken hoe we robots het beste kunnen implementeren in het werk of het dagelijks leven van mensen.”

Nieuwsgierig geworden naar de andere bijzondere robots van het TU/e High Tech System Center? Lees hier de eerdere afleveringen.