راز شباهت ربات به انسان فاش شد؛ همه‌ چیز در یک سرعت خاص خلاصه می‌ شود!

به گزارش گروه ترجمه رکنا به نقل از سای تک دیلی، همزمان با افزایش رایج شدن بازوهای مصنوعی مجهز به هوش مصنوعی، یک سؤال کلیدی برجسته می‌شود: آیا افراد واقعاً احساس می‌کنند که این دستگاه‌ها بخشی از بدن آن‌ها هستند؟ برای بررسی این موضوع، پژوهشگران از واقعیت مجازی استفاده کردند تا توهم جایگزینی بازوی زیستی شرکت‌کننده با یک بازوی مصنوعی رباتیک ایجاد شود. سپس بررسی کردند که سرعت حرکت بازوی مصنوعی چگونه بر احساس درونی‌سازی تأثیر می‌گذارد. این شامل احساس مالکیت بدن، حس کنترل (agency)، قابلیت استفاده و برداشت‌های اجتماعی مانند شایستگی و ناراحتی بود.

نتایج الگوی روشنی را نشان داد. هنگامی که بازوی رباتیک بیش از حد سریع یا بسیار کند حرکت می‌کرد، شرکت‌کنندگان اتصال کمتری با آن احساس می‌کردند و قابلیت استفاده آن را پایین‌تر ارزیابی کردند. اما زمانی که بازو با سرعت متوسطی مشابه دسترسی طبیعی انسان، تقریباً یک ثانیه برای تکمیل حرکت طول می‌کشید، شرکت‌کنندگان قوی‌ترین حس مالکیت و حس می‌کردند که این بازو واقعاً متعلق به آن‌ها است.

از دستگاه‌های کنترل‌شده توسط کاربر تا پروتزهای هوشمند خودکار

برای افرادی که دست یا بازوی خود را از دست می‌دهند، اندام‌های مصنوعی ابزارهای ضروری برای بازیابی استقلال در زندگی روزمره هستند. بیشتر تحقیقات موجود بر بهبود دقت پاسخ این دستگاه‌ها به نیت‌های کاربر متمرکز بوده است. این اغلب شامل ترجمه سیگنال‌های زیستی مانند الکترومیوگرافی (EMG) و الکتروانسفالوگرافی (EEG) به حرکت است.

همزمان، پیشرفت‌های یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی مسیر را برای اندام‌های مصنوعی باز می‌کند که می‌توانند به‌طور خودکار عمل کنند. سیستم‌های آینده ممکن است وضعیت را ارزیابی کرده و از طریق حرکت خودکار یا نیمه‌خودکار پشتیبانی ارائه دهند. با این حال، هنگامی که یک اندام به‌طور مستقل حرکت می‌کند، کاربران ممکن است آن را «ناخوشایند» یا «بخشی از بدن من نیست» تجربه کنند. این واکنش مانع قابل توجهی برای پذیرش گسترده است.

مطالعه واقعیت مجازی درباره سرعت حرکت و درونی‌سازی

مطالعات قبلی نشان داده‌اند که افراد زمانی با حرکت خودکار راحت‌تر هستند که هدف پشت آن را بفهمند. با بهره‌گیری از این ایده، هارین مانوجایا هاپواراچی و همکارانش بررسی کردند که آیا سرعت حرکت خودِ حرکت بر پذیرش آن تأثیر می‌گذارد یا خیر.

با استفاده از واقعیت مجازی، تیم پژوهشی شرکت‌کنندگان را با یک آواتار نشان داد که ساعد چپ آن با یک اندام مصنوعی جایگزین شده بود. شرکت‌کنندگان یک وظیفه دسترسی انجام دادند در حالی که بازوی مصنوعی مجازی به‌طور خودکار به سمت هدف حرکت می‌کرد. پژوهشگران مدت زمان حرکت را در شش حالت مختلف (۱۲۵ میلی‌ثانیه تا ۴ ثانیه) تغییر دادند. پس از هر حالت، شرکت‌کنندگان حس مالکیت بدن، حس کنترل، قابلیت استفاده (SUS) و برداشت‌های خود از بازوی رباتیک را با استفاده از مقیاس استاندارد RoSAS (شایستگی، گرمی و ناراحتی) ارزیابی کردند.

نقطه ایده‌آل یک ثانیه‌ای

یافته‌ها همگرا بودند:

• زمانی که بازوی مصنوعی با سرعت متوسط (مدت زمان حرکت ۱ ثانیه) حرکت می‌کرد، امتیازهای مالکیت بدن، حس کنترل و قابلیت استفاده بیشترین میزان را داشتند.

• هنگامی که حرکت بسیار سریع (۱۲۵ میلی‌ثانیه) یا بسیار کند (۴ ثانیه) بود، این امتیازها به‌طور قابل توجهی کاهش یافتند.

• شرکت‌کنندگان شایستگی بیشتری را در سرعت‌های متوسط تا کمی سریع‌تر احساس کردند، در حالی که بیشترین ناراحتی در سریع‌ترین حالت ثبت شد. گرمی بازو بر اساس سرعت به‌وضوح تغییر نکرد.

این نتایج نشان می‌دهد که صرفاً سریع‌تر و دقیق‌تر کردن بازوهای مصنوعی کافی نیست. برای پروتزهای مجهز به هوش مصنوعی که کمک خودکار ارائه می‌دهند، طراحان باید زمان‌بندی حرکت را مدنظر قرار دهند تا با انتظارات طبیعی مغز انسان از یک اندام همخوانی داشته باشد.

پیامدها برای تقویت بدنی رباتیک

این پیامدها فراتر از بازوهای مصنوعی هستند. سایر فناوری‌هایی که به عنوان امتداد بدن عمل می‌کنند، شامل اندام‌های رباتیک اضافی، اسکلت‌های بیرونی و ربات‌های پوشیدنی، ممکن است از الگوهای حرکتی که با زمان‌بندی طبیعی انسان همخوانی دارند نیز بهره‌مند شوند.

پژوهشگران همچنین قصد دارند بررسی کنند که استفاده طولانی‌مدت چگونه بر ادراک اثر می‌گذارد. افراد اغلب ابزارهای آشنا را به‌عنوان بخشی از بدن خود تجربه می‌کنند. با استفاده مداوم روزانه، حتی یک اندام رباتیک سریع و بسیار توانمند می‌تواند شروع به حس «طبیعی»، آسان‌تر برای استفاده و کاملاً یکپارچه در تصویر بدنی فرد کند.

واقعیت مجازی همچنان ابزار مهمی در این فرآیند است. این امکان را به دانشمندان می‌دهد که فناوری‌های نوظهور پروتز و روش‌های کنترل آن‌ها را که هنوز به‌طور گسترده در دسترس نیست، به‌طور ایمن آزمایش کنند. این رویکرد کمک می‌کند تا پاسخ‌های روان‌شناختی، پذیرش کاربران و ملاحظات طراحی قبل از معرفی چنین دستگاه‌هایی در زندگی روزمره ارزیابی شود.

مرجع: «Movement speed of an autonomous prosthetic limb shapes embodiment, usability and robotic social attributes in virtual reality» توسط Harin Hapuarachchi، Yasuyuki Inoue، Hiroaki Shigemasu و Michiteru Kitazaki، ۷ فوریه ۲۰۲۶، Scientific Reports.
DOI: 10.1038/s41598-026-38977-8

این تحقیق با حمایت JSPS KAKENHI (JP22KK0158)، بنیاد علمی و آموزشی Murata، JST (JPMJFS121) و MEXT (202334Z302) انجام شده است.