One Dimensional Turing-Like Handshake-Test für motorische Intelligenz

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, zu bestimmen, wie genau ein Computermodell eines Handschlags mit dem menschlichen Handschlag übereinstimmt. Dies wird erreicht, indem den Probanden zunächst ein Paar Händedruck präsentiert wird, der entweder von einem Menschen am Computer generiert wird oder eine Kombination aus beiden über eine telerobotische Schnittstelle erfolgt. Der zweite Schritt des Verfahrens besteht darin, jede Person zu bitten, innerhalb jedes Paares zu wählen, welcher der beiden Händedrucke menschenähnlicher ist.

Der letzte Schritt des Verfahrens besteht darin, aus den Antworten des Probanden den Grad der menschlichen Ähnlichkeit für das Handschlagmodell, den Modellgrad der menschlichen Ähnlichkeit oder MHLG zu berechnen. Letztendlich können Ergebnisse erzielt werden, die einen signifikanten Unterschied zwischen verschiedenen Modellen zeigen, MH Gs mit dem Turing-ähnlichen Handshake-Test. Der Turing-Test ist eigentlich auf die verbale Intelligenz beschränkt, wo Wissenschaftler und Ingenieure eine große Lücke zwischen künstlicher und natürlicher Intelligenz im motorischen Kontrollaspekt des motorischen Verhaltens beobachteten.

Viele Wissenschaftler dachten über diese motorische Version des Touring-Tests nach, haben aber erst vor kurzem darauf hingewiesen, dass fahrbare Robotergeräte in Forschungslabors aufgegeben wurden, um die Implementierung eines einfachen, reproduzierbaren Protokolls für einen Touring-ähnlichen Handshake-Test zu erleichtern. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der Mensch-Roboter-Interaktion zu beantworten, z. B. was die Schlüsselmerkmale menschlicher Armbewegungen sind, die ein natürliches menschliches Berührungserlebnis ermöglichen. Die Auswirkungen dieser Technik erstrecken sich auf die Diagnose motorischer Beeinträchtigungen wie Zerebralparese.

Der nächste Schritt besteht darin, ein robotisches Diagnosegerät zu bauen, das einen gesunden menschlichen Händedruck von einem beeinträchtigten unterscheiden kann. Eins. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da die Handschlagbewegung durch das Telerobotersystem nicht natürlich ist und es Zeit und Übung erfordert, um den Umgang mit dem Roboter und die Interaktion mit ihm zu erlernen. Dem ursprünglichen Konzept des klassischen Touring-Tests folgend, bestehen die Handshake-Experimente aus drei Entitäten, einem Menschen, einem Computer, einem Vernehmungsbeamten.

Der Vernehmungsbeamte und der Mensch sitzen im selben Raum, sind aber durch einen Bildschirm getrennt, so dass der Vernehmungsbeamte nicht sehen kann, welcher der Computer oder der Mensch den Handschlag erzeugt. Das Händeschütteln ist kein direktes Händeschütteln, sondern wird durch eine mechanische telerobotische Schnittstelle durchgeführt, die aus zwei Phantom-Desktop-Robotern im Falle eines menschlichen Handschlags und einem Phantomroboter und einer Software besteht. Im Falle eines Computer-Handshakes, wenn das Wort Handshake auf dem Computerbildschirm erscheint, machen der Vernehmungsbeamte und der Mensch sofort Handshake-Bewegungen, indem sie den Stift der Tele-Roboterschnittstelle in vertikaler Richtung bewegen.

Die Aufgabe des Vernehmungsbeamten besteht darin, zwei Händeschütteln zu vergleichen und auszuwählen, welcher menschenähnlicher ist, indem er die Home- oder F1-Taste drückt, um den ersten Handschlag auszuwählen, oder indem er Ende oder F zwei drückt, um den zweiten Handschlag auszuwählen. Die drei experimentellen Protokolle, die in diesem Video demonstriert werden, unterscheiden sich durch die Zusammensetzung der verglichenen Handshakes. Das erste Protokoll ist das reine Turing-Testprotokoll, aber die Wahl zwischen einem menschlichen Handschlag und einem computergenerierten Handschlag.

Das zweite Protokoll umfasst Handshakes, die unterschiedlich zusammengesetzt sind von Menschen und computergenerierten Kräften. Das dritte Protokoll umfasst Handshakes, die unterschiedliche Kombinationen aus einem von Menschen erzeugten Handschlag und Geräuschen oder rein computergenerierten Kräften sind. Während des Experiments wird automatisch eine zufällige Datei erstellt, an der Eingabeaufforderung geben Sie einen Namen für die zufällige Datei ein.

Wenn die Datei bereits vorhanden ist, verwendet das System die vorhandene Datei. Andernfalls erzeugt das System automatisch eine neue zufällige Datei mit dem angegebenen Namen. Die zufällige Datei definiert die Reihenfolge, in der die verschiedenen Handshakes stattfinden.

Das reine Protokoll beginnt mit 12 Übungsversuchen mit jeweils zwei Händeschütteln, bei denen sich der Mensch und der Vernehmungsbeamte 24 Mal die Hand schütteln. Der Vernehmungsbeamte weiß, dass er in diesem Stadium einem Menschen die Hand schüttelt. Der Zweck dieser Übungsversuche besteht darin, die Teilnehmer mit der telerobotischen Schnittstelle vertraut zu machen.

Im Anschluss an die Übungsrunde wird in jedem Versuch ein Block von vier Versuchen absolviert. Ein menschlicher Handschlag wird mit einem von vier Händeschütteln des Computermodells in zufälliger Reihenfolge verglichen, wie in diesem Beispiel gezeigt. Zum Beispiel schüttelt der Vernehmungsbeamte in der ersten Verhandlung des ersten Blocks zweimal die Hand.

Der erste Handschlag wird vom Menschen erzeugt, der zweite Handschlag vom Computer mit den Kräften, die vom dritten Modell vorgegeben werden. Der Vernehmungsbeamte wählt dann zwischen Händedruck Nummer eins und Händedruck Nummer zwei, um zu entscheiden, welcher Händedruck menschenähnlicher ist. Zum Beispiel, wenn der Vernehmungsbeamte den Handschlag Nummer eins wählt, da er menschlicher ist, hat der Vernehmungsbeamte den menschlichen Handschlag gewählt.

Dem Vernehmungsbeamten wird jedoch nicht mitgeteilt, ob er oder sie den menschlichen Handschlag im nächsten Prozess richtig identifiziert hat. Der erste Handschlag des Vernehmungsbeamten erfolgt mit dem computergenerierten Modell zwei, und der zweite Handschlag mit dem Menschen. Der Vernehmungsbeamte wählt wieder den menschenähnlichsten Händedruck.

Zwei weitere Versuche werden auf ähnliche Weise durchgeführt. Um die verbleibenden zwei Modelle zu testen, Modell eins und Modell vier gegen den menschlichen Handschlag. Damit ist ein Block von Versuchen abgeschlossen.

Das Experiment besteht aus 11 Blöcken mit jeweils vier Versuchen, wobei die vier Modell-Handshakes in zufälliger Reihenfolge in jedem Block präsentiert werden. Der erste Block ist ein Übungsblock und die Analyse wird auf den restlichen 10 Blöcken durchgeführt. Nach Abschluss der 10 Blöcke des Experiments wurde jedes der vier Handschlagmodelle 10 Mal gegen einen menschlichen Handschlag getestet.

Nach Abschluss der 11 Versuchsblöcke wird für jedes der vier getesteten Modelle ein Grad der menschlichen Ähnlichkeit des Modells berechnet. Die Analyse erfolgt durch Berechnung des Anteils der Händeschütteln, bei denen der Proband sagt, dass der Modell-Händedruck menschenähnlicher ist als der menschliche Händedruck. Zum Beispiel, wenn der Vernehmungsbeamte das Modell einen Handschlag gegenüber dem menschlichen Händedruck in zwei von 10 Handschlägen wählt, würde das Verhältnis von Modell zu Mensch 0,2 betragen, multipliziere dieses Verhältnis mit zwei, um den Grad der menschlichen Ähnlichkeit des Modells zu erhalten.

Für jedes Modell, bei dem das Verhältnis von 0,2 beträgt, beträgt der Grad der menschlichen Ähnlichkeit des Modells 0,4. Wenn Modell drei in vier von 10 Versuchen als menschenähnlicher ausgewählt würde, dann würde sein Anteil 0,4 und sein Grad der menschlichen Ähnlichkeit des Modells 0,8 betragen. Wenn ein Modell nicht von einem Menschen zu unterscheiden ist, beträgt sein berechneter Anteil 0,5 und der Grad der menschlichen Ähnlichkeit des Modells wäre eine Eins.

Wenn ein Modell eindeutig nicht-menschlich ist, wie sein Modell, wäre der Grad der menschlichen Ähnlichkeit null. Die MHLG ist auf eins begrenzt. In diesem Protokoll wird das Modell des generierten Handshakes auseinander genommen, wobei die spezifische Kombination zwischen den Versuchen auf einer Skala von einem rein computergenerierten Handschlag bis zu einem reinen menschlichen Handschlag variiert.

Daher wird diese Reihe von Experimenten als gewichteter Menschmodelltest bezeichnet. Das Protokoll beginnt mit dem Übungsblock, um dem Vernehmungsbeamten zu helfen, einen rein menschlichen Händedruck zu erkennen und sich mit dem Gerät vertraut zu machen. Daher umfasst der Übungsblock 30 Studien, die einen rein menschlichen Handschlag mit einem computergenerierten Handschlag vergleichen.

Am Ende jeder Verhandlung wählt der Vernehmungsbeamte aus, welcher der beiden Händeschläge am menschenähnlichsten war. Wenn der Vernehmungsbeamte den menschlichen Handschlag korrekt identifiziert, wird auf dem Bildschirm die korrekte Anzeige angezeigt. Wenn der Vernehmungsbeamte nicht den richtigen Handschlag wählt, erscheint eine falsche Meldung und der Vernehmungsbeamte hat die Möglichkeit, den letzten Übungsversuch zu wiederholen.

Nach dem Übungsblock beginnt der Vernehmungsbeamte eine Reihe von Versuchen, um zwei Händeschütteln auszuwerten. Bei den beiden Händeschütteln handelt es sich um einen Stimulus-Händedruck und einen Referenz-Händedruck, die jeweils eine Kombination aus menschlichen und Modellkräften sind. Beim Referenz-Handschlag ist der Händedruck, den der Vernehmungsbeamte spürt, eine gleichmäßige Mischung aus den vom Menschen erzeugten Kräften und einem computergenerierten Modell.

Mit anderen Worten, während der menschliche Teilnehmer eine Händeschüttelbewegung ausführt, macht dieser Händedruck nur 50 % der vom Vernehmungsbeamten wahrgenommenen Kraft aus, während die restlichen 50 % der Kraft von einem Modell im Stimulus-Handschlag ausgehen, der vom Vernehmungsbeamten empfundene Händedruck ist eine unterschiedliche Mischung aus den Kräften, die vom Menschen und von einem computergenerierten Modell erzeugt werden. Bei einigen der Stimulus-Handschläge beträgt der Anteil, den der Mensch beisteuert, mehr als die Hälfte und damit mehr als beim Referenz-Handschlag. Bei anderen Stimulus-Handshakes ist der Anteil, den der Mensch beisteuert, weniger als die Hälfte und damit geringer als beim Referenz-Handschlag.

Am Ende jeder Verhandlung wird der Vernehmungsbeamte gebeten, den Handschlag zu wählen, der sich menschlicher anfühlt. In diesem Experiment werden drei Modelle, zwei Testmodelle und ein Basismodell verglichen. Wie im reinen Protokoll beginnt dieses Protokoll mit einem unanalysierten Block, gefolgt von 10 experimentellen Blöcken.

Jeder Versuchsblock besteht aus 24 Versuchen, die jede der acht linearen Kombinationen von Modell und Mensch für jede der drei Modellkombinationen umfassen. Nach Abschluss der 10 Experimentierblöcke wird eine logistisch-psychometrische Funktion an die Antworten des Vernehmungsbeamten angepasst. Wie im begleitenden Artikel beschrieben, zeigt die resultierende Kurve die Wahrscheinlichkeit des Interrogators an.

Um dies zu beantworten, ist ein Stimulus-Handschlag menschenähnlicher als der Referenz-Handschlag. Als Funktion des Alpha-Stimulus minus der Alpha-Referenz wird der Punkt der subjektiven Gleichheit oder PSE aus dem Schwellenwert von 0,5 der psychometrischen Kurve extrahiert, der die Differenz zwischen dem Alpha-Stimulus und der Alpha-Referenz angibt, für die die Händeschläge als ebenso menschenähnlich wie das Modell wahrgenommen werden. Der Grad der menschlichen Ähnlichkeit für das gewichtete Protokoll des menschlichen Modells wird berechnet, indem die PSE von 0,5 subtrahiert wird, den Modellen, die als das geringste oder das menschenähnlichste Ertragsmodell wahrgenommen werden, wobei die Werte für die menschliche Ähnlichkeitsklasse null bzw. eins liegen. Das abschließende Protokoll vergleicht einen Modell-Handshake mit einem teilweise menschlichen Handshake.

In diesem Protokoll ist der Stimulus-Handschlag ein computergenerierter Handschlag, der auf einem Modell basiert. Der andere Handschlag, der Referenz-Handschlag, ist eine Kraft, die aus verschiedenen Kombinationen des menschlichen Handschlags und des weißen Rauschens mit einer maximalen absoluten Kraft von zwei N erzeugt wird, gefiltert unter Verwendung des Tiefpass-Butterworth-Filters der Ordnung fünf bei einer maximalen Frequenz von zwei über Pi. Am Ende jeder Verhandlung wird der Vernehmungsbeamte gebeten, den Handschlag zu wählen, der sich menschlicher anfühlt.

Das Protokoll ist ähnlich aufgebaut wie der vorherige gewichtete Menschmodelltest. Nach einer Übungsrunde und einem unanalysierten Block wird eine Serie von 10 experimentellen Blöcken wie folgt durchlaufen. Die PSE wird wie zuvor aus der psychometrischen Kurve extrahiert und definiert den Grad der menschlichen Ähnlichkeit des Modells für das hinzugefügte Rauschprotokoll.

Diese Abbildung zeigt die Ergebnisse des reinen Protokolls und vergleicht menschliche Handshakes mit zwei verschiedenen Modell-Handshakes. Die beiden Punkte zeigen die berechneten Werte für die Ähnlichkeit mit dem Menschen des Modells für zwei viskoelastische Modelle mit den Namen KB eins und KB zwei. Die Ergebnisse zeigen, dass das Modell KB zwei als menschenähnlicher wahrgenommen wird als das Modell KB eins.

Diese Abbildung zeigt die Ergebnisse des gewichteten Modell-Mensch-Protokolls, das ein variierendes Verhältnis von Händeschütteln von menschlichen Modellen mit einem festen Verhältnis von 50:50 von menschlichen Modell-Händeschütteln verglich. Die schwarzen Marker stellen die Ähnlichkeitsgrade des Modells für die Testmodelle dar, und die grauen Marker stellen die des Basismodells dar. Die Fehlerbalken stellen die psychometrischen Kurven und Konfidenzintervalle dar.

Diese Abbildung zeigt die Ergebnisse des hinzugefügten Rauschprotokolls, das einen Modell-Handshake mit einem Handshake mit einem unterschiedlichen Verhältnis von menschlichen zu Rauschkomponenten vergleicht. Die schwarzen Marker stellen die Ähnlichkeitsgrade des Modells für die Modelle dar, und die grauen Marker stellen die des Rauschens dar. Die Fehlerbalken stellen die Konfidenzintervalle der psychometrischen Kurve dar.

Diese Ergebnisse zeigen, dass das viskoelastische Modell KB zwei unter Verwendung aller drei Auswertungsmethoden als menschenähnlicher wahrgenommen wird als das viskoelastische Modell KB eins. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, sich daran zu erinnern, richtig mit dem Robotergerät zu interagieren und zu versuchen, die Interaktion so reibungslos wie möglich zu gestalten. Andere Methoden, wie z.B. das Testen und Erkennen von menschlichem Händedruck bei tiefgreifenden Entwicklungsstörungen, können durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zu beantworten, wie z.B.: Wie wirken sich tiefgreifende Entwicklungsstörungen auf die Fähigkeit aus, menschliche von nicht-menschlichen Gesten zu unterscheiden? Jetzt, nach ihrer Entwicklung, kann diese Technik den Weg für die Verwendung von Handshake als Erkennungswerkzeug ebnen.

Wir stellen die Hypothese auf, dass der Zweck des Händeschüttelns darin besteht, etwas über die andere Person zu erfahren. Daher kann die von uns vorgeschlagene Methodik zur Entwicklung eines menschenähnlichen Händedrucks auch die Entwicklung eines Handschlag-Klassifizierungssystems erleichtern, das Informationen über die andere Person aus ihrem Händedruck extrahieren kann. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollte es ein gutes Verständnis dafür haben, wie man den eindimensionalen Tour wie den Handshake-Test durchführt und wie wir Handshake-Modelle bewerten werden, die für das erste internationale Tour-Turnier wie das Handshake-Testturnier eingereicht wurden.