Un dimensionale Turing-Like test stretta di mano per il motore di intelligence

L'obiettivo generale di questa procedura è determinare quanto un modello informatico di stretta di mano si avvicini alla stretta di mano umana. Questo viene raggiunto presentando innanzitutto ai soggetti coppie di strette di mano, sia umane che generate al computer oppure una combinazione delle due, utilizzando un'interfaccia tele-robotica. Il secondo passaggio della procedura consiste nel chiedere a ciascun soggetto di scegliere, all'interno di ogni coppia, quale delle due strette di mano appaia più simile a quella umana.

L'ultimo passaggio della procedura consiste nel calcolare, a partire dalle risposte del soggetto, il grado di somiglianza umana, per il modello di stretta di mano, il grado medio di somiglianza umana, o MHLG. In definitiva, si possono ottenere risultati che mostrano una distinzione significativa tra diversi modelli, MH G, utilizzando il test della stretta di mano simile al test di Turing. Il test di Turing è effettivamente limitato all'intelligenza verbale, dove scienziati e ingegneri hanno osservato un ampio divario tra intelligenza artificiale e naturale nell'aspetto del controllo motorio del comportamento motorio.

Molti scienziati hanno riflettuto su questa versione motoria del test della passeggiata, ma solo di recente dispositivi robotici guidabili e autonomi sono stati adottati nei laboratori di ricerca, facilitando l'implementazione di un protocollo semplice e riproducibile per un test di stretta di mano simile alla passeggiata. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande fondamentali nel campo dell'interazione uomo-robot, come ad esempio quali siano le caratteristiche principali dei movimenti del braccio umano che forniscono un'esperienza tattile naturalmente umana. Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla diagnosi di alterazioni motorie come la paralisi cerebrale.

Il passo successivo consiste nel costruire un dispositivo diagnostico robotico in grado di distinguere una stretta di mano umana sana da una compromessa. Una dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale, poiché il movimento della stretta di mano attraverso il sistema tele-robotico non è naturale e richiede tempo ed esercizio per imparare a gestire e interagire con il robot. Seguendo il concetto originale del classico test di Turing, gli esperimenti sulla stretta di mano prevedono tre entità: un essere umano, un computer e un interrogatore.

L'interrogatore e l'essere umano sono seduti nella stessa stanza, ma separati da uno schermo, in modo che l'interrogatore non possa vedere se a generare la stretta di mano sia il computer o l'essere umano. Le strette di mano non sono dirette, ma vengono effettuate attraverso un'interfaccia meccanica tele-robotica composta da due robot desktop Phantom nel caso di una stretta di mano tra esseri umani, e da un robot Phantom e un software nel caso di una stretta di mano informatica. Quando la parola "stretta di mano" appare sullo schermo del computer, l'interrogatore e l'essere umano eseguono immediatamente movimenti di stretta di mano spostando lo stilo dell'interfaccia tele-robotica nella direzione verticale.

Il compito dell'interrogatore consiste nel confrontare due strette di mano e selezionare quella che appare più umana premendo il tasto Home o F1 per scegliere la prima stretta di mano oppure premendo il tasto End o F2 per scegliere la seconda. I tre protocolli sperimentali illustrati in questo video differiscono tra loro per la composizione delle strette di mano che vengono confrontate. Il primo protocollo è il protocollo del test di Turing puro, con scelte tra una stretta di mano umana e una stretta di mano generata dal computer.

Il secondo protocollo include strette di mano che sono composizioni variabili di forze generate dall'uomo e forze generate dal computer. Il terzo protocollo include strette di mano che sono combinazioni variabili di una stretta di mano generata dall'uomo e rumore, oppure forze puramente generate dal computer. Durante l'esperimento, un file casuale viene creato automaticamente al prompt inserire un nome per il file casuale.

Se il file esiste già, il sistema utilizza il file esistente. In caso contrario, il sistema genera automaticamente un nuovo file casuale con il nome specificato. Il file casuale definisce l'ordine in cui si verificano le diverse connessioni.

Il protocollo puro inizia con 12 prove di pratica, ciascuna composta da due strette di mano, durante le quali l'essere umano e l'interrogatore si stringono la mano 24 volte attraverso il sistema tele-robotico. L'interrogatore sa che in questa fase si sta stringendo la mano con un essere umano. Lo scopo di queste prove di pratica è familiarizzare i partecipanti con l'interfaccia tele-robotica.

Dopo il turno di prova, viene eseguito un blocco di quattro prove, ciascuna composta da un singolo tentativo. Una stretta di mano umana viene confrontata con una delle quattro strette di mano generate da modelli informatici in un ordine casuale, come mostrato in questo esempio. Ad esempio, nella prima prova del primo blocco, l'interrogatore stringe la mano due volte.

La prima stretta di mano è generata dall'essere umano e la seconda stretta di mano è generata dal computer utilizzando le forze dettate dal modello tre. L'interrogatore sceglie quindi tra la stretta di mano numero uno e la stretta di mano numero due per decidere quale delle due è più simile a quella umana. Ad esempio, se l'interrogatore seleziona la stretta di mano numero uno come più umana, significa che ha scelto la stretta di mano prodotta dall'essere umano.

Tuttavia, all'interrogatore non viene detto se ha identificato correttamente la stretta di mano umana nel successivo tentativo. La prima stretta di mano dell'interrogatore avviene con il modello generato dal computer numero due, e la seconda stretta di mano avviene con l'essere umano. L'interrogatore seleziona nuovamente la stretta di mano più simile a quella umana.

Vengono effettuate altre due prove in modo analogo. Per testare i due modelli rimanenti, il modello uno e il modello quattro vengono confrontati con la stretta di mano umana. Questo completa un blocco di prove.

L'esperimento è composto da 11 blocchi di quattro prove ciascuno, con le quattro strette di mano modello presentate in ordine casuale in ogni blocco. Il blocco iniziale è un blocco di pratica e l'analisi viene effettuata sui restanti 10 blocchi. Dopo aver completato i 10 blocchi dell'esperimento, ciascuno dei quattro modelli di stretta di mano è stato testato 10 volte contro una stretta di mano umana.

Al termine dei 11 blocchi sperimentali, viene calcolato un punteggio di somiglianza umana per ciascuno dei quattro modelli testati. L'analisi viene effettuata calcolando la proporzione di strette di mano in cui il soggetto afferma che la stretta di mano del modello è più simile a quella umana rispetto alla stretta di mano reale. Ad esempio, se l'interrogatore sceglie la stretta di mano del modello invece di quella umana in due casi su dieci, la proporzione modello/umano sarà 0,2; moltiplicare questa proporzione per due al fine di ottenere il punteggio di somiglianza umana del modello.

Per ogni modello in cui la proporzione è di 0,2, il grado di somiglianza umana del modello sarebbe 0,4. Se il modello tre fosse stato selezionato come più simile a un essere umano in quattro delle dieci prove, allora la sua proporzione sarebbe 0,4 e il suo grado di somiglianza umana del modello sarebbe 0,8. Se un modello è indistinguibile da un essere umano, la proporzione calcolata sarebbe 0,5 e il grado di somiglianza umana del modello sarebbe 1.

Se un modello è chiaramente non umano, come il suo modello, il grado di somiglianza umana sarebbe zero. Il MHLG è limitato a uno. In questo protocollo, le strette di mano generate sono distinte dal modello della parte umana, dove la combinazione specifica varia tra prove su una scala che va da una stretta di mano completamente generata al computer a una stretta di mano completamente umana.

Pertanto, questo insieme di esperimenti è definito test del modello umano pesato. Il protocollo inizia con un blocco di pratica per aiutare l'interrogatore ad apprendere il riconoscimento di una stretta di mano puramente umana e a familiarizzare con l'apparato. Di conseguenza, il blocco di pratica prevede 30 prove che confrontano una stretta di mano puramente umana con una generata dal computer.

Al termine di ogni prova, l'interrogatore sceglie quale delle due strette di mano era più simile a quella umana. Se l'interrogatore identifica correttamente la stretta di mano umana, sullo schermo appare la scritta corretto. Se l'interrogatore non sceglie la stretta di mano corretta, appare un messaggio di errore e l'interrogatore ha la possibilità di ripetere l'ultima prova di pratica.

Dopo il blocco di pratica, l'interrogatore inizia una serie di prove per valutare due strette di mano. Le due strette di mano sono una stretta di mano stimolo e una stretta di mano di riferimento, ciascuna delle quali è una combinazione di forze umane e del modello. Nella stretta di mano di riferimento, la stretta percepita dall'interrogatore è una miscela equilibrata delle forze generate dall'essere umano e da un modello generato al computer.

In altre parole, mentre il partecipante umano compie un movimento di stretta di mano, tale stretta costituisce solo il 50% della forza percepita dall'interrogatore, mentre la restante metà della forza proviene da un modello presente nella stretta di mano stimolo; la stretta percepita dall'interrogatore è quindi una miscela variabile delle forze generate dall'essere umano e da un modello generato al computer. In alcune delle strette di mano stimolo, la frazione fornita dall'essere umano è superiore alla metà, e quindi maggiore rispetto alla stretta di mano di riferimento. In altre strette di mano stimolo, la frazione fornita dall'essere umano è inferiore alla metà e quindi minore rispetto alla stretta di mano di riferimento.

Al termine di ogni prova, all'interrogatore viene chiesto di scegliere la stretta di mano che è sembrata più simile a quella umana. Questo esperimento confronta tre modelli, due modelli sperimentali e un modello di base. Come nel protocollo puro, questo protocollo inizia con un blocco non analizzato seguito da 10 blocchi sperimentali.

Ogni blocco sperimentale consiste in 24 prove, comprendenti ciascuna delle otto combinazioni lineari di modello e essere umano per ciascuna delle tre combinazioni di modelli. Al termine dei 10 blocchi sperimentali, una funzione psicometrica logistica viene adattata alle risposte dell'interrogatore. Come descritto nell'articolo associato, la curva risultante mostra la probabilità che l'interrogatore risponda in un determinato modo.

Per rispondere a ciò, una stretta di mano stimolata è più simile a quella umana rispetto alla stretta di mano di riferimento. In funzione della differenza tra lo stimolo alfa e il riferimento alfa, il punto di uguaglianza soggettiva (PSE) viene estratto dal livello di soglia 0,5 della curva psicometrica, che indica la differenza tra lo stimolo alfa e il riferimento alfa per cui le strette di mano sono percepite come ugualmente simili a quelle umane nel modello. Il grado di somiglianza umana per il protocollo del modello umano pesato viene calcolato sottraendo il PSE da 0,5: i modelli percepiti come minimamente o massimamente simili a quelli umani producono valori del grado di somiglianza umana pari a zero o uno, rispettivamente. Il protocollo finale confronta una stretta di mano del modello con una stretta di mano parzialmente umana e parzialmente composta da rumore casuale.

In questo protocollo, la stretta di mano stimolo è una stretta di mano generata al computer basata su un modello. L'altra stretta di mano, la stretta di mano di riferimento, è una forza ottenuta da varie combinazioni della stretta di mano umana e di rumore bianco, con una forza assoluta massima di due N filtrata mediante un filtro passa-basso di Butterworth di ordine cinque a una frequenza massima di due su pi greco. Al termine di ogni prova, all'interrogante viene richiesto di scegliere la stretta di mano che è sembrata più simile a quella umana.

Il protocollo ha una struttura simile a quella del precedente test sul modello umano pesato. Dopo un turno di prova e un blocco non analizzato, viene eseguita una serie di 10 blocchi sperimentali come segue. Il PSE viene estratto dalla curva psicometrica come in precedenza e definisce il grado di somiglianza umana del modello per il protocollo con aggiunta di rumore.

Questa figura mostra i risultati del protocollo puro e confronta le strette di mano umane con due diverse strette di mano modellizzate. I due punti indicano i valori calcolati del grado di somiglianza umana per due modelli viscoelastici denominati KB uno e KB due. I risultati dimostrano che il modello KB due è percepito come più simile all'uomo rispetto al modello KB uno.

Questa figura mostra i risultati del protocollo umano del modello pesato, che ha confrontato un rapporto variabile di strette di mano del modello umano con un rapporto fisso 50 a 50 di strette di mano del modello umano. I marcatori neri rappresentano i punteggi di somiglianza umana dei modelli testati, mentre i marcatori grigi rappresentano quelli del modello di base. Le barre di errore rappresentano le curve psicometriche e gli intervalli di confidenza.

Questa figura mostra i risultati del protocollo con rumore aggiunto, che confronta una stretta di mano modello con una stretta di mano con rapporto variabile tra componenti umani e rumore. I marcatori neri rappresentano i punteggi di somiglianza umana del modello, mentre i marcatori grigi rappresentano quelli del rumore. Le barre di errore rappresentano gli intervalli di confidenza della curva psicometrica.

Questi risultati dimostrano che il modello viscoelastico KB due è percepito come più simile a un essere umano rispetto al modello viscoelastico KB uno, utilizzando tutti e tre i metodi di valutazione. Durante l'esecuzione di questa procedura, è importante ricordare di interagire correttamente con il dispositivo robotico e cercare di rendere l'interazione il più fluida possibile. Seguendo questo protocollo, è possibile applicare altri metodi, come test volti al riconoscimento delle strette di mano nei disturbi pervasivi dello sviluppo, al fine di rispondere ad ulteriori domande, ad esempio: in che modo i disturbi pervasivi dello sviluppo influenzano la capacità di distinguere gesti umani da quelli non umani? Ora, dopo il suo sviluppo, questa tecnica potrebbe aprire la strada all'uso della stretta di mano come strumento di riconoscimento.

Ipotesi che lo scopo del saluto con la mano sia quello di apprendere qualcosa sull'altra persona. Pertanto, la metodologia che proponiamo per lo sviluppo di una stretta di mano simile a quella umana può anche facilitare lo sviluppo di un sistema di classificazione delle strette di mano, in grado di estrarre informazioni sull'altra persona a partire dal suo modo di stringere la mano. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come eseguire il test della stretta di mano unidimensionale e di come valuteremo i modelli di stretta di mano presentati al primo torneo internazionale del test della stretta di mano unidimensionale.