Jednowymiarowy test uścisku dłoni podobny do Turinga dla inteligencji motorycznej

Ogólnym celem tej procedury jest określenie, jak bardzo komputerowy model uścisku dłoni jest zgodny z ludzkim uściskiem dłoni. Osiąga się to poprzez najpierw zaprezentowanie badanym par uścisków dłoni, generowanych przez komputer ludzki lub kombinacji tych dwóch za pomocą interfejsu telerobotycznego. Drugim krokiem procedury jest poproszenie każdego z badanych o wybranie w każdej parze, który z dwóch uścisków dłoni jest bardziej podobny do ludzkiego.

Ostatnim krokiem procedury jest obliczenie na podstawie odpowiedzi osoby badanej oceny podobieństwa do człowieka, dla modelu uścisku dłoni, modelowej oceny podobieństwa do człowieka lub MHLG. Ostatecznie można uzyskać wyniki, które pokazują znaczącą różnicę między różnymi modelami, MH G za pomocą testu uzgadniania Turinga. Test Turinga jest w rzeczywistości ograniczony do inteligencji werbalnej, w której naukowcy i inżynierowie zaobserwowali dużą lukę między sztuczną a naturalną inteligencją w aspekcie kontroli motorycznej zachowania motorycznego.

Wielu naukowców zastanawiało się nad tą motoryczną wersją testu turystycznego, ale dopiero niedawno poparli, że zdolne do jazdy urządzenia robotyczne zostały porzucone w laboratoriach badawczych, ułatwiając wdrożenie prostego, powtarzalnego protokołu dla testu typu touring, takiego jak uścisk dłoni. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie interakcji człowiek-robot, takie jak kluczowe cechy ruchów ludzkiego ramienia, które zapewniają naturalne doświadczenie dotyku człowieka. Implikacje tej techniki rozciągają się na naszą diagnostykę zaburzeń motorycznych, takich jak porażenie mózgowe.

Kolejnym krokiem jest zbudowanie zrobotyzowanego urządzenia diagnostycznego, które będzie w stanie odróżnić zdrowy ludzki uścisk dłoni od upośledzonego. Jeden. Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ ruch uścisku dłoni przez system telerobotyczny nie jest naturalny i wymaga czasu i praktyki, aby nauczyć się obsługi robota i interakcji z nim. Zgodnie z pierwotną koncepcją klasycznego testu turystycznego, eksperymenty z uściskiem dłoni składają się z trzech jednostek: człowieka, komputera i przesłuchującego.

Przesłuchujący i człowiek siedzą w tym samym pomieszczeniu, ale są oddzieleni ekranem, więc przesłuchujący nie może zobaczyć, który z nich generuje uścisk dłoni przez komputer lub człowieka. Uściski dłoni nie są bezpośrednimi uściskami dłoni, ale są realizowane za pomocą mechanicznego interfejsu telerobotycznego składającego się z dwóch fantomowych robotów stacjonarnych w przypadku uścisku dłoni człowieka i jednego robota fantomowego i oprogramowania. W przypadku uzgadniania komputera, gdy na ekranie komputera pojawia się słowo uścisk dłoni, przesłuchujący i człowiek natychmiast wykonują ruchy uścisku dłoni, przesuwając rysik interfejsu telerobotycznego w kierunku pionowym.

Zadaniem przesłuchującego jest porównanie dwóch uścisków dłoni i wybranie, który z nich jest bardziej podobny do ludzkiego, naciskając home lub F1, aby wybrać pierwszy uścisk dłoni lub naciskając end lub F dwa, aby wybrać drugi uścisk dłoni. Trzy protokoły eksperymentalne pokazane w tym filmie różnią się od siebie składem porównywanych uścisków dłoni. Pierwszy protokół to czysty protokół testu Turinga, ale wybór między ludzkim uściskiem dłoni a uściskiem dłoni generowanym komputerowo.

Drugi protokół obejmuje uściski dłoni, które są różnymi kompozycjami sił generowanych przez człowieka i generowanych komputerowo. Trzeci protokół obejmuje uściski dłoni, które są różnymi kombinacjami uścisku dłoni i hałasu generowanego przez człowieka lub sił generowanych wyłącznie komputerowo. Podczas eksperymentu losowy plik jest tworzony automatycznie po wyświetleniu monitu wprowadź nazwę losowego pliku.

Jeśli plik już istnieje, system użyje istniejącego pliku. W przeciwnym razie system automatycznie wygeneruje nowy losowy plik o określonej nazwie. Plik losowy określa kolejność, w jakiej występują różne uściski dłoni.

Czysty protokół rozpoczyna się od 12 prób praktycznych po dwa uściski dłoni, w których człowiek i przesłuchujący podają sobie ręce 24 razy za pośrednictwem systemu telerobotycznego. Przesłuchujący wie, że na tym etapie podaje rękę człowiekowi. Celem tych prób praktycznych jest zapoznanie uczestników z interfejsem telerobotycznym.

Po rundzie próbnej w każdej próbie przeprowadzany jest blok czterech prób. Uzgadnianie człowieka jest porównywane z jednym z czterech uzgadniania modelu komputera w kolejności losowej, jak pokazano w tym przykładzie. Na przykład w pierwszej próbie bloku pierwszego przesłuchujący dwukrotnie podaje sobie rękę.

Pierwszy uścisk dłoni jest generowany przez człowieka, a drugi uścisk dłoni jest generowany przez komputer przy użyciu sił podyktowanych przez model trzeci. Następnie przesłuchujący wybiera między uściskiem dłoni numer jeden a uściskiem dłoni numer dwa, aby zdecydować, który uścisk dłoni jest bardziej podobny do ludzkiego. Na przykład, jeśli przesłuchujący wybierze uścisk dłoni numer jeden, ponieważ przesłuchujący jest bardziej podobny do człowieka, wybrał ludzki uścisk dłoni.

Śledczemu nie mówi się jednak, czy prawidłowo zidentyfikował ludzki uścisk dłoni w następnej próbie. Pierwszy uścisk dłoni przesłuchującego odbywa się z wygenerowanym komputerowo modelem drugim, a drugi uścisk dłoni jest z człowiekiem. Przesłuchujący ponownie wybiera najbardziej ludzki uścisk dłoni.

Dwie kolejne próby są wykonywane w podobny sposób. Aby przetestować pozostałe dwa modele, model pierwszy i model czwarty względem ludzkiego uścisku dłoni. Na tym kończy się jeden blok prób.

Eksperyment składa się z 11 bloków po cztery próby, z których każdy zawiera cztery modelowe uściski dłoni przedstawione w losowej kolejności w każdym bloku. Początkowy blok jest blokiem praktycznym, a analiza jest wykonywana na pozostałych 10 blokach. Po ukończeniu 10 bloków eksperymentu, każdy z czterech modeli uścisku dłoni został przetestowany 10 razy w porównaniu z ludzkim uściskiem dłoni.

Po zakończeniu 11 bloków eksperymentalnych, dla każdego z czterech badanych modeli obliczana jest ocena modelowego podobieństwa do człowieka. Analizę przeprowadza się poprzez obliczenie proporcji uścisków dłoni, w których badany twierdzi, że modelowy uścisk dłoni jest bardziej podobny do ludzkiego niż ludzki uścisk dłoni. Na przykład, jeśli przesłuchujący wybierze model jednego uścisku dłoni zamiast ludzkiego uścisku dłoni w dwóch z 10 uścisków dłoni, stosunek modelu do człowieka wyniesie 0,2, pomnóż tę proporcję przez dwa, aby uzyskać ocenę modelowego podobieństwa do człowieka.

Dla każdego modelu, w którym proporcja wynosi 0,2, model modelu, stopień podobieństwa do człowieka wynosiłby 0,4. Jeśli model trzeci zostałby wybrany jako bardziej podobny do człowieka w czterech z 10 prób, jego proporcja wynosiłaby 0,4, a jego modelowy stopień podobieństwa do człowieka wynosiłby 0,8. Jeśli model jest nie do odróżnienia od człowieka, jego obliczona proporcja wyniesie 0,5, a stopień podobieństwa do człowieka będzie równy jeden.

Jeśli model jest wyraźnie nie-ludzki, tak jak jego model, stopień podobieństwa do człowieka będzie wynosił zero. MHLG jest ograniczony do jednego. W tym protokole wygenerowane uściski dłoni rozdzielają model części ludzkiej, w którym konkretna kombinacja różni się w różnych próbach w skali od czystego uścisku dłoni generowanego komputerowo do czystego ludzkiego uścisku dłoni.

Dlatego ten zestaw eksperymentów jest określany jako ważony test modelu ludzkiego. Protokół rozpoczyna się od bloku ćwiczeń, aby pomóc przesłuchującemu nauczyć się rozpoznawać czysto ludzki uścisk dłoni i zapoznać się z aparatem. Dlatego blok ćwiczeń składa się z 30 prób, które porównują czysto ludzki uścisk dłoni z uściskiem dłoni generowanym komputerowo.

Pod koniec każdej próby przesłuchujący wybiera, który z dwóch uścisków dłoni był najbardziej podobny do ludzkiego. Jeśli przesłuchujący poprawnie zidentyfikuje ludzki uścisk dłoni, ekran zostanie wyświetlony poprawnie. Jeśli przesłuchujący nie wybierze właściwego uścisku dłoni, pojawi się błędny komunikat i przesłuchujący ma możliwość powtórzenia ostatniej próby próbnej.

Po bloku treningowym przesłuchujący rozpoczyna serię prób w celu oceny dwóch uścisków dłoni. Dwa uściski dłoni to uścisk dłoni oparty na bodźcu i uścisk dłoni oparty na bodźcu, z których każdy jest kombinacją sił ludzkich i modelowych. W referencyjnym uścisku dłoni uścisk dłoni odczuwany przez przesłuchującego jest równomierną mieszanką sił generowanych przez człowieka i modelu wygenerowanego komputerowo.

Innymi słowy, podczas gdy ludzki uczestnik wykonuje ruch uścisku dłoni, ten uścisk dłoni stanowi tylko 50% siły postrzeganej przez przesłuchującego, a pozostałe 50% siły pochodzi od modelu w uścisku dłoni bodźca, uścisk dłoni odczuwany przez przesłuchującego jest różną mieszaniną sił generowanych przez człowieka i przez model wygenerowany komputerowo. W niektórych bodźcowych uściskach dłoni frakcja wniesiona przez człowieka wynosi ponad połowę, a więc więcej niż w referencyjnym uścisku dłoni. W innych stymulacyjnych uściskach dłoni frakcja wniesiona przez człowieka jest mniejsza niż połowa, a zatem mniejsza niż w referencyjnym uścisku dłoni.

Pod koniec każdej próby przesłuchujący jest proszony o wybranie uścisku dłoni, który wydaje się bardziej podobny do ludzkiego. W tym eksperymencie porównano trzy modele, dwa modele testowe i jeden model podstawowy. Podobnie jak w czystym protokole, ten protokół zaczyna się od jednego nieanalizowanego bloku, po którym następuje 10 bloków eksperymentalnych.

Każdy blok eksperymentalny składa się z 24 prób obejmujących każdą z ośmiu liniowych kombinacji modelu i człowieka dla każdej z trzech kombinacji modeli. Po ukończeniu 10 bloków eksperymentalnych, logistyczna funkcja psychometryczna jest dopasowana do odpowiedzi pytającego. Jak opisano w załączonym artykule, wynikowa krzywa przedstawia prawdopodobieństwo przesłuchującego.

Aby odpowiedzieć na to pytanie, uścisk dłoni bodźca jest bardziej podobny do człowieka niż referencyjny uścisk dłoni Jako funkcja bodźca alfa minus odniesienie alfa, punkt subiektywnej równości lub PSE jest wyodrębniany z poziomu progu 0,5 krzywej psychometrycznej wskazującej różnicę między bodźcem alfa a odniesieniem alfa, dla którego uściski dłoni są postrzegane jako równie ludzkie jak model. Stopień podobieństwa człowieka dla protokołu ważonego modelu ludzkiego oblicza się, odejmując PSE od 0,5, modeli, które są postrzegane jako najmniej lub najbardziej podobny do człowieka możliwy model wydajności, wartości oceny podobieństwa do człowieka wynoszą odpowiednio zero lub jeden. Ostateczny protokół porównuje modelowy uścisk dłoni do częściowego uzgadniania dłoni z udziałem człowieka.

W tym protokole uścisk dłoni oparty na bodźcu jest uzgadnianiem generowanym komputerowo na podstawie modelu. Drugi uścisk dłoni, referencyjny uścisk dłoni to siła generowana z różnych kombinacji ludzkiego uścisku dłoni i białego szumu z maksymalną siłą bezwzględną dwóch N filtrowaną przy użyciu dolnoprzepustowego filtra Butterwortha rzędu piątego przy maksymalnej częstotliwości dwóch nad liczbą pi. Pod koniec każdej próby przesłuchujący jest proszony o wybranie uścisku dłoni, który wydaje się bardziej podobny do ludzkiego.

Protokół ma podobną konstrukcję do poprzedniego ważonego testu na modelu ludzkim. Po rundzie treningowej i nieprzeanalizowanym bloku, seria 10 bloków eksperymentalnych jest uruchamiana w następujący sposób. PSE jest wyodrębniany z krzywej psychometrycznej, tak jak poprzednio, i definiuje modelową ocenę podobieństwa do człowieka dla protokołu dodanego szumu.

Ten rysunek pokazuje wyniki z czystego protokołu i porównuje ludzkie uściski dłoni z dwoma różnymi modelami uścisków dłoni. Dwa punkty pokazują obliczone wartości oceny podobieństwa człowieka dla dwóch modeli lepkosprężystych o nazwach KB jeden i KB 2. Wyniki pokazują, że model KB 2 jest postrzegany jako bardziej podobny do człowieka niż model KB 1.

Rysunek ten przedstawia wyniki z ważonego protokołu modelowego na ludziach, w którym porównano różny stosunek uścisków dłoni modelu ludzkiego do ustalonego stosunku uścisków dłoni modelu ludzkiego wynoszącego 50 do 50. Czarne znaczniki reprezentują stopnie podobieństwa do człowieka modelu dla modeli testowych, a szare znaczniki reprezentują oceny modelu podstawowego. Słupki błędów reprezentują krzywe psychometryczne, przedziały ufności.

Na tym rysunku przedstawiono wyniki protokołu dodanego szumu, w którym porównano modelowe uzgadnianie z uzgadnianiem z różnymi stosunkami składników ludzkiego do szumu. Czarne znaczniki reprezentują stopnie podobieństwa do człowieka modelu, a szare znaczniki reprezentują stopnie hałasu. Słupki błędów reprezentują przedziały ufności krzywej psychometrycznej.

Wyniki te pokazują, że model lepkosprężysty KB dwa jest postrzegany jako bardziej podobny do człowieka niż model lepkosprężysty KB 1, przy użyciu wszystkich trzech metod oceny Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby pamiętać o prawidłowej interakcji z urządzeniem robotycznym i starać się, aby interakcja była jak najbardziej płynna Postępując zgodnie z tą procedurą. Inne metody, takie jak testowanie, rozpoznawanie ludzkich uścisków dłoni w całościowych zaburzeniach rozwojowych, mogą być wykonywane w celu odpowiedzi na dodatkowe pytania, takie jak: w jaki sposób całościowe zaburzenia rozwojowe wpływają na zdolność odróżniania gestów ludzkich od nieludzkich? Teraz, po jej opracowaniu, technika ta może utorować drogę do wykorzystania uścisku dłoni jako narzędzia rozpoznawania.

Przypuszczamy, że celem uścisku dłoni jest dowiedzenie się czegoś o drugiej osobie. Dlatego proponowana przez nas metodologia opracowywania uścisku dłoni podobnego do ludzkiego może również ułatwić opracowanie systemu klasyfikacji uścisku dłoni, który może wydobyć informacje o drugiej osobie z jej uścisku dłoni. Po obejrzeniu tego filmu powinien dobrze zrozumieć, jak przeprowadzić jednowymiarową wycieczkę, taką jak test uścisku dłoni i jak zamierzamy ocenić modele uścisku dłoni zgłoszone do pierwszego międzynarodowego turnieju, takiego jak test uścisku dłoni.