2010년 12월 15일
우리는 심문이 로봇 스타일러스를 들고 또 다른 당사자 (인간 또는 인공)의 상호 작용되는 telerobotic 시스템을 통해 실시 튜링 같은 악수 테스트를 제시한다. 우리는 강제 선택 방식을 사용하고 인간의 악수하는 인공 모델의 유사성에 대한 측정의 압축을 풉니다.
이 절차의 전반적인 목표는 핸드셰이크의 컴퓨터 모델이 인간 핸드셰이크와 얼마나 밀접하게 일치하는지 확인하는 것입니다. 이것은 먼저 피험자에게 인간 컴퓨터가 생성하거나 텔레 로봇 인터페이스를 사용하여 두 가지를 결합한 한 쌍의 악수를 제시함으로써 수행됩니다. 절차의 두 번째 단계는 각 피험자에게 각 쌍 내에서 두 악수 중 어느 것이 더 인간과 같은지 선택하도록 요청하는 것입니다.
절차의 마지막 단계는 피험자의 답변에서 사람과 닮은 등급, 악수 모델의 경우 모델 사람과 닮은 등급 또는 MHLG를 계산하는 것입니다. 궁극적으로, 튜링과 같은 핸드 셰이크 테스트를 사용하여 서로 다른 모델, MH Gs 간의 중요한 차이를 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다. 튜링 테스트는 실제로 과학자와 엔지니어가 운동 행동의 운동 제어 측면에서 인공 지능과 자연 지능 사이에 큰 격차를 관찰한 언어 지능에 국한되어 있습니다.
많은 과학자들이 투어링 테스트의 모터 버전에 대해 생각했지만, 최근에야 지원 가능한 주행 가능한 로봇 장치가 연구 실험실에서 버려지면서 투어링과 같은 핸드셰이크 테스트를 위한 간단한 재현 가능한 프로토콜의 구현이 용이해졌습니다. 이 방법은 자연스러운 휴먼 터치 경험을 제공하는 인간 팔 움직임의 주요 기능이 무엇인지와 같은 인간 로봇 상호 작용 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 의미는 뇌성 마비와 같은 운동 장애의 진단으로 확장됩니다.
다음 단계는 건강한 사람과 장애가 있는 사람을 구별할 수 있는 로봇 진단 장치를 만드는 것입니다. 1. 텔레 로봇 시스템을 통한 핸드셰이크 움직임은 자연스럽지 않고 로봇을 다루고 상호 작용하는 방법을 배우는 데 시간과 연습이 필요하기 때문에 이 방법의 시각적 시연이 중요합니다. 고전적인 순회 테스트의 원래 개념에 따라 핸드 셰이크 실험은 인간, 컴퓨터, 질문자의 세 가지 개체로 구성됩니다.
질문자와 인간은 같은 방에 앉아 있지만 스크린으로 분리되어 있기 때문에 질문자는 컴퓨터 또는 인간 중 어느 것이 핸드셰이크를 생성하는지 볼 수 없습니다. 핸드셰이크는 직접적인 핸드셰이크가 아니라 인간 핸드셰이크의 경우 두 대의 팬텀 데스크톱 로봇과 한 대의 팬텀 로봇 및 소프트웨어로 구성된 기계식 텔레 로봇 인터페이스를 통해 이루어집니다. 컴퓨터 핸드셰이크의 경우 컴퓨터 화면에 핸드셰이크라는 단어가 나타나면 질문자와 인간은 텔레 로봇 인터페이스의 스타일러스를 수직 방향으로 움직여 즉시 악수 동작을 합니다.
질문자의 임무는 두 개의 핸드셰이크를 비교하고 홈 또는 F1 키를 눌러 첫 번째 핸드셰이크를 선택하거나 end 또는 F 2를 눌러 두 번째 핸드셰이크를 선택하여 어느 것이 더 인간과 같은지 선택하는 것입니다. 이 비디오에서 시연된 세 가지 실험 프로토콜은 비교되는 핸드셰이크의 구성에 따라 서로 다릅니다. 첫 번째 프로토콜은 순수한 튜링 테스트 프로토콜이지만 인간 핸드셰이크와 컴퓨터 생성 핸드셰이크 사이의 선택입니다.
두 번째 프로토콜에는 인간이 생성한 힘과 컴퓨터가 생성한 힘의 다양한 구성인 핸드셰이크가 포함됩니다. 세 번째 프로토콜에는 사람이 생성한 핸드셰이크와 소음의 다양한 조합 또는 순전히 컴퓨터에서 생성된 힘인 핸드셰이크가 포함됩니다. 실험하는 동안 임의의 파일의 이름을 입력하라는 메시지가 표시되면 임의의 파일이 자동으로 생성됩니다.
파일이 이미 있는 경우 시스템은 기존 파일을 사용합니다. 그렇지 않으면 시스템은 지정된 이름의 새 임의 파일을 자동으로 생성합니다. 무작위 파일은 서로 다른 핸드셰이크가 발생하는 순서를 정의합니다.
순수 프로토콜은 텔레 로봇 시스템을 통해 인간과 질문자가 각각 24번 악수하는 두 번의 악수로 구성된 12번의 연습 시험으로 시작합니다. 심문관은 인간과 악수하는이 단계를 알고 있습니다. 이러한 실습 시험의 목적은 참가자들이 텔레 로봇 인터페이스에 익숙해지도록 하는 것입니다.
연습 라운드가 끝나면 각 시도에서 4개의 시도 블록이 수행됩니다. 사람의 핸드셰이크는 이 예제와 같이 임의의 순서로 4개의 컴퓨터 모델 핸드셰이크 중 하나와 비교됩니다. 예를 들어, 블록 1의 첫 번째 재판에서 질문자는 두 번 악수를 합니다.
첫 번째 핸드셰이크는 사람에 의해 생성되고 두 번째 핸드셰이크는 모델 3에 의해 지시된 힘을 사용하여 컴퓨터에 의해 생성됩니다. 그런 다음 질문자는 1번 핸드셰이크와 2번 핸드셰이크 중에서 선택하여 어떤 핸드셰이크가 더 인간과 비슷한지 결정합니다. 예를 들어, 질문자가 1번 핸드셰이크를 선택하면 더 인간과 유사한 핸드셰이크를 선택한 것입니다.
그러나 질문자는 다음 재판에서 인간의 악수를 정확하게 식별했는지 여부에 대해서는 말하지 않습니다. 질문자의 첫 번째 악수는 컴퓨터가 생성한 모델 2와 하고, 두 번째 악수는 인간과 함께 합니다. 질문자는 다시 가장 인간과 유사한 핸드셰이크를 선택합니다.
비슷한 방식으로 두 건의 임상시험이 더 진행되고 있다. 나머지 두 모델을 테스트하려면 인간의 핸드셰이크에 대해 모델 1과 모델 4를 수행합니다. 이것으로 평가판의 한 블록이 완료됩니다.
이 실험은 4번의 시행으로 구성된 11개의 블록으로 구성되며, 각 블록에는 4개의 모델 핸드셰이크가 무작위 순서로 표시됩니다. 초기 블록은 연습 블록이고 분석은 나머지 10개 블록에 대해 수행됩니다. 실험의 10개 블록을 완료한 후 4개의 악수 모델은 각각 인간 악수에 대해 10번의 테스트를 거쳤습니다.
11개의 실험 블록이 완료된 후 테스트된 4개의 모델 각각에 대해 모델 인체 유사성 등급이 계산됩니다. 분석은 피험자가 모델 악수가 인간 악수보다 더 인간과 비슷하다고 말하는 악수의 비율을 계산하여 수행됩니다. 예를 들어, 질문자가 10번의 악수 중 2번의 악수 중 2번의 악수에서 인간 악수보다 한 번의 악수를 선택하는 경우 모델에 대한 인간의 비율은 0.2가 되며, 모델 인체 유사성 등급을 얻기 위해 이 비율에 2를 곱합니다.
각 모델에 대해 0.2의 비율, 모델 1의 모델, 사람 유사성 등급은 0.4입니다. 10번의 시도 중 4번에서 모델 3이 더 인간과 유사한 것으로 선택되었다면, 그 비율은 0.4가 되고 모델 인체 유사성 등급은 0.8이 됩니다. 모델이 인간과 구별할 수 없는 경우 계산된 비율은 0.5가 되고 모델 사람 유사성 등급은 1이 됩니다.
모델이 모델과 같이 분명히 인간이 아닌 경우 인간 유사성 등급은 0이 됩니다. MHLG는 1명으로 제한됩니다. 이 프로토콜에서 생성된 핸드셰이크는 순수 컴퓨터 생성 핸드셰이크에서 순수한 인간 핸드셰이크에 이르기까지 규모에 따라 특정 조합이 임상시험에 따라 달라지는 인간 부분 모델을 분리합니다.
따라서 이러한 일련의 실험을 가중 인체 모델 테스트라고 합니다. 프로토콜은 연습 블록으로 시작하여 질문자가 순전히 사람의 악수를 인식하고 장치에 익숙해지는 방법을 배우도록 돕습니다. 따라서 실습 블록에는 순전히 인간적인 악수와 컴퓨터가 생성한 악수를 비교하는 30개의 시도가 있습니다.
각 재판이 끝날 때마다, 질문자는 두 번의 악수 중 어느 것이 가장 인간과 비슷한지 선택한다. 질문자가 사람의 악수를 올바르게 식별하면 화면이 올바르게 표시됩니다. 질문자가 올바른 악수를 선택하지 않으면 잘못된 메시지가 나타나고 질문자는 마지막 연습 시도를 반복할 수 있습니다.
연습 블록이 끝나면 질문자는 두 번의 핸드셰이크를 평가하기 위해 일련의 시도를 시작합니다. 두 번의 악수는 자극 악수와 참조 악수이며, 각 악수는 인간과 모델의 힘의 조합입니다. 참조 악수에서 질문자가 느끼는 악수는 인간과 컴퓨터가 생성한 모델에 의해 생성된 힘의 균일한 혼합입니다.
즉, 인간 참가자가 악수 동작을 하는 동안, 그 악수는 질문자가 인식하는 힘의 50%만 구성하고 나머지 50%는 자극 악수에서 모델에서 나오는 힘으로 구성되며, 질문자가 느끼는 악수는 인간과 컴퓨터가 생성한 모델에 의해 생성된 힘의 다양한 혼합입니다. 일부 자극 핸드셰이크에서 인간이 기여한 비율은 절반 이상이며, 따라서 참조 핸드셰이크보다 더 많습니다. 다른 자극 핸드셰이크에서는 인간이 기여한 비율이 절반 미만이므로 참조 핸드셰이크보다 적습니다.
각 재판이 끝날 때마다, 질문자는 좀 더 인간처럼 느껴지는 악수를 선택하도록 요청받는다. 이 실험에서는 3개의 모델, 2개의 테스트 모델 및 1개의 기본 모델을 비교합니다. 순수 프로토콜에서와 마찬가지로 이 프로토콜은 분석되지 않은 1개의 블록으로 시작하여 10개의 실험 블록으로 이어집니다.
각 실험 블록은 3개의 모델 조합 각각에 대해 모델과 인간의 8가지 선형 조합 각각으로 구성된 24개의 시행으로 구성됩니다. 10개의 실험 블록이 완료되면 로지스틱 심리 측정 함수가 질문자의 답변에 적합합니다. 함께 제공된 기사에서 설명한 것처럼 결과 곡선에는 질문자의 확률이 표시됩니다.
이에 답하자면, 자극 핸드셰이크는 참조 핸드셰이크보다 더 인간과 유사합니다.알파 자극에서 알파 참조를 뺀 함수로, 주관적 평등 지점 또는 PSE는 핸드셰이크가 동등하게 인간과 동일한 것으로 인식되는 알파 자극과 알파 참조 간의 차이를 나타내는 심리 측정 곡선의 0.5 임계값 수준에서 추출됩니다. 가중 인간 모델 프로토콜에 대한 인간 유사성 등급은 0.5에서 PSE를 빼서 계산되며, 가능한 가장 인간과 유사한 수율 모델로 인식되는 모델, 인간 유사성 등급 값이 각각 0 또는 1입니다. 최종 프로토콜은 모델 핸드셰이크를 부분 인간 부분 랜덤 노이즈 핸드셰이크와 비교합니다.
이 프로토콜에서 자극 핸드셰이크는 모델을 기반으로 컴퓨터에서 생성된 핸드셰이크입니다. 다른 핸드셰이크인 기준 핸드셰이크는 인간 핸드셰이크와 백색 잡음의 다양한 조합에서 생성되는 힘으로, 최대 2 over pi에서 5차의 저역통과 버터워스 필터를 사용하여 필터링된 2N의 최대 절대 힘입니다. 각 재판이 끝날 때마다, 질문자는 좀 더 인간처럼 느껴지는 악수를 선택하도록 요청받는다.
이 프로토콜은 이전의 가중 인간 모델 테스트와 유사한 설계를 가지고 있습니다. 연습 라운드와 분석되지 않은 블록이 끝나면 다음과 같이 일련의 10개의 실험 블록이 실행됩니다. PSE는 이전과 같이 심리 측정 곡선에서 추출되고 추가된 노이즈 프로토콜에 대한 모델 인간 유사성 등급을 정의합니다.
이 그림은 pure 프로토콜의 결과를 보여주며 인간 핸드셰이크를 두 개의 서로 다른 모델 핸드셰이크와 비교합니다. 두 점은 KB 1 및 KB 2라는 두 점탄성 모델에 대한 계산된 모델 인간 유사성 등급 값을 보여줍니다. 결과는 모델 KB 2가 모델 KB 1보다 더 인간과 유사한 것으로 인식된다는 것을 보여줍니다.
이 그림은 다양한 비율의 인간 모델 핸드셰이크와 고정된 50 대 50 비율의 인간 모델 핸드셰이크를 비교한 가중 모델 인간 프로토콜의 결과를 보여줍니다. 검은색 마커는 테스트 모델의 모델 사람 유사성 등급을 나타내고 회색 마커는 기본 모델의 등급을 나타냅니다. 오차 막대는 심리 측정 곡선, 신뢰 구간을 나타냅니다.
이 그림은 추가된 노이즈 프로토콜의 결과를 보여주며, 이는 모델 핸드셰이크를 인간과 노이즈 구성 요소의 비율이 다양한 핸드셰이크와 비교합니다. 검은색 마커는 모델의 사람 유사성 등급을 나타내고 회색 마커는 노이즈의 등급을 나타냅니다. 오차 막대는 심리 측정 곡선의 신뢰 구간을 나타냅니다.
이러한 결과는 세 가지 평가 방법을 모두 사용하여 점탄성 모델 KB 2가 점탄성 모델 KB 1보다 더 인간과 유사한 것으로 인식됨을 보여줍니다.이 절차를 시도하는 동안 로봇 장치와 올바르게 상호 작용하고 상호 작용을 가능한 한 원활하게 만드는 것을 기억하고 이 절차를 따르는 것이 중요합니다. 만연한 발달 장애에서 인간의 악수를 인식하는 테스트와 같은 다른 방법을 수행하여 만연한 발달 장애가 인간과 비인간 제스처를 구별하는 능력에 어떤 영향을 미치는지와 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다. 이제 개발 후 이 기술은 핸드셰이크를 인식 도구로 사용할 수 있는 길을 열 수 있습니다.
우리는 악수의 목적이 다른 사람에 대해 무언가를 배우는 것이라고 가정한다. 따라서 인간과 유사한 악수를 개발하기 위해 우리가 제안하는 방법론은 악수에서 상대방에 대한 정보를 추출할 수 있는 악수 분류 시스템의 개발도 촉진할 수 있습니다. 이 동영상을 시청한 후에는 악수 테스트와 같은 1차원 투어를 수행하는 방법과 악수 테스트 토너먼트와 같은 첫 번째 국제 투어에 제출된 악수 모델을 평가하는 방법을 잘 이해할 수 있을 것입니다.
이 연구는 텔레로보틱 시스템을 사용한 Turing-like Handshake 테스트를 제시하여 인공 핸드셰이크 모델과 인간 핸드셰이크의 유사성을 평가합니다. 이 방법은 피실험자들이 핸드셰이크를 비교하고 인간과의 유사성을 평가하는 강제 선택 패러다임을 포함합니다.
Assessing motor intelligence in computational models addresses a critical gap in human-robot interaction, particularly for applications requiring naturalistic motor behavior such as rehabilitation robotics and assistive devices. The Turing-like handshake test provides a quantitative framework to evaluate model fidelity to human motor patterns, supporting mechanistic de-risking in preclinical model development. This enables predictive confidence in target validation for neuromotor pathways and informs go/no-go decisions in early discovery stages focused on motor function restoration.
The method integrates into the discovery continuum by informing hypothesis testing in motor control pathways, enabling assay readiness through standardized motor output, and supporting analytics-driven comparisons of model performance against human benchmarks.