Waarom we over dit onderwerp schrijven:
Tot nu toe werkten robots bijna uitsluitend in fabrieken. Hun werkgebied is omheind om voorkomen dat ze met mensen in botsing komen. Als robots sociale vaardigheden zouden hebben, zou dat anders kunnen, zegt een interdisciplinair team van onderzoekers in het EU-project ELSA. Wetenschappers willen in dit project naar wegen zoeken waardoor mensen en machines zonder gevaar met elkaar kunnen samenwerken. De informatica bereikt haar grenzen bij deze taak. Daarvoor zijn ook psychologische principes nodig.
Er doen teams van drie universiteiten in Oostenrijk en Frankrijk mee aan dit het ELSA-project (Effective Learning of Social Affordances for Human-Robot Interaction). In Oostenrijk is dat een groep computerwetenschappers en psychologen van het Digital Science Center (DiSC) van de Universiteit van Innsbruck mee. De computerwetenschapper en hoofd van de DiSC, professor Justus Piater, vertelt over de uitdagingen en doelstellingen van het project in een interview met Innovation Origins.
In welke situaties moeten robots over sociale vaardigheden beschikken?
“In de toekomst zullen robots steeds meer samenwerken met mensen en zich nuttig maken in menselijke omgevingen, zoals ziekenhuizen, treinstations, musea, winkels of zelfs privéwoningen. In een dergelijke omgeving is het belangrijk dat robots een basiskennis van menselijk gedrag hebben. Een begrip dat verschillende niveaus kent, zoals bewegingen, handelingen en taal. In ons onderzoek richten wij ons op het niveau van handelingen, en specifiek op de interactie tussen robots en mensen. Om een actie correct te interpreteren, moet een robot weten welke eigenschappen de mens heeft. Deze omvatten bijvoorbeeld iemands capaciteiten en intenties.
Hierdoor kan de robot, in samenwerking met de mens, de gezamenlijke actiemogelijkheden uitbreiden. Vragen die daarbij rijzen zijn: welke mogelijkheden biedt de mens de robot om zijn taken uit te voeren – zoals het maken van een pakket? Bovendien, wat kan de robot doen om de mens te helpen zijn taken te vervullen, zoals het verplaatsen van een zwaar pakket?”
Is dit gebaseerd op al bestaande ontwikkelingen?
“De Amerikaanse psycholoog James Gibson bestudeerde die interactie tussen mens en robot al in de jaren zestig. Hij bedacht daarbij de term “affordances”. Het verwijst naar een actie-mogelijkheid die een object aan een uitvoerder van een taak aanbiedt. Het gaat bijvoorbeeld om de perceptie van de functie van een object. denk bijvoorbeeld aan een knop: deze kan worden ingedrukt. Tot nu toe werd de term echter bijna uitsluitend toegepast op objecten. In het ELSA-project breiden wij dit uit met een sociale dimensie. Namelijk de actiemogelijkheden een uitvoerder van een taak van andere uitvoerders worden aangeboden. Op het gebied van algoritmen bouwen wij voort op een aantal in de robotica ontwikkelde leeralgoritmen.
Onze belangrijkste hulpmiddelen zijn algoritmen voor versterkingsleren. Dat zijn algoritmen die leren door trial and error en feedback. Dergelijke algoritmen worden echter ook steeds meer gebruikt in cognitief-psychologisch onderzoek. Hier wordt getracht algoritmen zodanig aan te passen, dat het werkelijke leergedrag van mensen kan worden nagebootst.”
Wat doen sociale vaardigheden voor robots?
“Het doel is robots in staat te stellen mensen bij hun handelingen te betrekken om hun taken te voltooien – en dat mogelijk effectiever te doen. Eén middel is het directe gebruik van sociale voorzieningen. Een kleine robot kan bijvoorbeeld een lange mens hem hoog op een plank een voorwerp laten aanreiken dat buiten zijn bereik ligt. De twee belangrijke aspecten zijn de kennis van welke mensen welke hulp bieden aan de robot, en de effectieve activering van die hulp, bijvoorbeeld door te wijzen.
De twee belangrijke aspecten zijn weten welke mensen de robot welke hulpmiddelen bieden, en het effectief op gang brengen van die hulp, bijvoorbeeld door te wijzen en te vragen – letterlijk, het aanleren van de juiste sociale vaardigheden.”
“Een tweede middel is de verwerving van de eigen competenties te versnellen door competente mensen te observeren. Als een robot van een mens wil leren hoe hij iets moet doen, is het belangrijk te begrijpen wat die mens wel en niet kan. Een mens is misschien niet goed in een actie omdat die over het algemeen erg moeilijk is, zoals een golfbal in één keer over een groot veld naar het doel brengen. Maar het kan ook zijn dat een mens niet slaagt in een handeling omdat hij niet over de nodige bekwaamheid beschikt. Zoals jongleren met drie ballen. Sommige mensen kunnen het, anderen niet. Uit deze voorbeelden blijkt dat een robot idealiter verschillende mensen die een handeling uitvoeren moet observeren om de conclusie te kunnen trekken: Wat is de eigenlijke actie, en wat is de menselijke factor? Dit inzien is een eenvoudige, maar fundamenteel noodzakelijke sociale vaardigheid.”
Wat is de grootste uitdaging?
“Terwijl objectbetrekkingen meestal voortkomen uit de direct waarneembare fysieke eigenschappen van het object, spelen sociale betrekkingen bij mensen een rol. Met al hun onberekenbaarheden en subtiliteiten. Het is dus veel moeilijker om te leren omgaan met sociale affordances dan om te leren omgaan met die affordances. Zo hangt een sociale affordance niet alleen af van iemands grootte, maar ook van zijn of haar capaciteiten. De vraag kan dus zijn of hij in het bezit is van de juiste sleutel. Een andere relevante factor is de sociale context. Zo zou de vraag kunnen rijzen of hij de eigenaar is van het gewenste voorwerp, of dat het misschien een derde persoon is.”
Als dat lukt, zijn jullie er dan?
“Het onderzoeksdoel zal bereikt zijn wanneer robots net zo soepel en doeltreffend met mensen interageren als nu met levenloze voorwerpen. Waarbij de mate van soepelheid en doeltreffendheid momenteel veel ruimte voor verbetering laat. Dit doel is ver weg en kan niet binnen het ELSA-project worden bereikt. Het zal veeleer nodig zijn om stap voor stap een draagvlak voor dit doel te creëren. Ons onderzoek rust robots uit met een beter begrip van handelingen, wat de interacties tussen mens en robot vloeiender moet maken en een breder scala aan mogelijkheden moet bieden.”
In welke context kunnen robots met sociale vaardigheden dan worden toegepast?
“Robots die over sociale vaardigheden beschikken, zoals wij in het ELSA-project nastreven, zullen op allerlei gebieden worden ingezet. In de verwerkende industrie zullen zij voor flexibiliteit zorgen die ook in hogelonenlanden zoals Oostenrijk een voorheen oneconomische produktie mogelijk zal maken. Voorbeelden hiervan zijn kleine series en afzonderlijke stukken, alsmede productieprocessen die niet volledig kunnen worden geautomatiseerd. Maar sociaal handelende robots renderen overal waar ze mensen kunnen helpen. Dus ook in de zorg, begeleid wonen, als dienst- en informatierobots in ziekenhuizen, musea, stations, luchthavens, in de handel.”
Net zo vloeiend en effectief met elkaar omgaan als nu met levenloze voorwerpen. Waarbij de mate van soepelheid en doeltreffendheid momenteel veel ruimte voor verbetering laat.
Dit doel is nog ver weg en kan niet worden bereikt in het kader van het ELSA-project. Het zal veeleer nodig zijn om stap voor stap een draagvlak voor dit doel te creëren. Ons onderzoek rust robots uit met een beter begrip van handelingen, wat de interacties tussen mens en robot vloeiender moet maken en een breder scala aan mogelijkheden moet bieden.”
