Motor İstihbarat Bir Boyutlu Turing Gibi El Sıkışma Testi

Bu prosedürün genel amacı, bir el sıkışma bilgisayar modelinin insan el sıkışmasıyla ne kadar yakından eşleştiğini belirlemektir. Bu, öncelikle deneklere; insan kaynaklı, bilgisayar tarafından oluşturulmuş veya bir telerobotik arayüz kullanılarak her ikisinin kombinasyonundan oluşan el sıkışma çiftleri sunularak gerçekleştirilir. Prosedürün ikinci adımı ise, her deneğin her çift içinden hangi el sıkışmanın daha insan benzeri olduğunu seçmesini istemektir.

Prosedürün son adımı, deneğin cevaplarından el sıkışma modeli için insan benzerliği derecesini veya model insan benzerliği derecesini (MHLG) hesaplamaktır. Sonuç olarak, Turing benzeri el sıkışma testi kullanılarak elde edilen MH G'ler aracılığıyla farklı modeller arasında anlamlı bir ayrım gösteren sonuçlar elde edilebilir. Turing testi aslında sözel zeka ile sınırlıdır; bilim insanları ve mühendisler, motor davranışının motor kontrol yönünden yapay ve doğal zeka arasında büyük bir boşluk olduğunu gözlemlemişlerdir.

Birçok bilim insanı Turing testinin bu motor versiyonu üzerine düşünmüş olsa da, ancak yakın zamanda araştırma laboratuvarlarında basit ve tekrarlanabilir bir Turing benzeri el sıkışma testi protokolünün uygulanmasını kolaylaştıran sürülebilir robotik cihazlar yaygınlaşmıştır. Bu yöntem, insan kol hareketlerinin doğal bir insan dokunma deneyimi sağlayan temel özelliklerinin neler olduğu gibi, insan-robot etkileşimi alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin etkileri, serebral palsi gibi motor bozuklukların teşhisine kadar uzanmaktadır.

Bir sonraki adım, sağlıklı bir insan el sıkışmasını, bozulmuş olanından ayırt edebilen robotik bir tanı cihazı oluşturmaktır. Bu yöntemin görsel demonstrasyonu kritiktir; çünkü tele-robotik sistem üzerinden gerçekleştirilen el sıkışma hareketi doğal değildir ve robotu nasıl kontrol edeceğini ve onunla nasıl etkileşime gireceğini öğrenmek zaman ve uygulama gerektirir. Klasik Turing testinin orijinal kavramına uygun olarak, el sıkışma deneyleri üç unsurdan oluşur: bir insan, bir bilgisayar ve bir sorgulayıcı.

Sorgulayıcı ve insan aynı odada oturmaktadır ancak bir ekranla birbirlerinden ayrılmışlardır; bu nedenle sorgulayıcı, el sıkışma hareketini bilgisayarın mı yoksa insanın mı gerçekleştirdiğini göremez. El sıkışmalar doğrudan el sıkışmalar değildir; bunun yerine, insan el sıkışması durumunda iki hayalet masaüstü robottan, bilgisayar el sıkışması durumunda ise bir hayalet robot ve bir yazılımdan oluşan mekanik bir tele-robotik arayüz aracılığıyla gerçekleştirilir. Bilgisayar el sıkışması durumunda, bilgisayar ekranında "handshake" (el sıkışma) kelimesi belirdiğinde, sorgulayıcı ve insan tele-robotik arayüzün kalemini dikey yönde hareket ettirerek hemen el sıkışma hareketleri yaparlar.

Sorgulayıcının görevi, iki el sıkışmasını karşılaştırmak ve home veya F1 tuşuna basarak birinci el sıkışmasını veya end veya F2 tuşuna basarak ikinci el sıkışmasını seçerek hangisinin daha insan benzeri olduğunu belirlemektir. Bu videoda gösterilen üç deneysel protokol, karşılaştırılan el sıkışmalarının bileşimine göre birbirinden farklılık göstermektedir. İlk protokol, bir insan el sıkışması ile bilgisayar tarafından oluşturulmuş bir el sıkışması arasındaki seçimlerin yapıldığı saf Turing testi protokolüdür.

İkinci protokol, insan tarafından üretilen ve bilgisayar tarafından üretilen kuvvetlerin farklı bileşimlerinden oluşan el sıkışmalarını içerir. Üçüncü protokol, insan tarafından üretilen bir el sıkışma ile gürültünün farklı kombinasyonlarını veya tamamen bilgisayar tarafından üretilen kuvvetleri içeren el sıkışmalarını kapsar. Deney sırasında, "rastgele dosya için bir isim girin" istemiyle otomatik olarak rastgele bir dosya oluşturulur.

Dosya halihazırda mevcutsa, sistem mevcut dosyayı kullanır. Aksi takdirde sistem, belirtilen adla otomatik olarak yeni bir rastgele dosya oluşturur. Rastgele dosya, farklı el sıkışmaların gerçekleşme sırasını belirler.

Saf protokol, insanın ve sorgulayıcının tele-robotik sistem aracılığıyla 24 kez el sıkıştığı, her biri iki el sıkışmasından oluşan 12 uygulama denemesiyle başlar. Sorgulayıcı, bu aşamada bir insanla el sıkıştığını bilir. Bu uygulama denemelerinin amacı, katılımcıların tele-robotik arayüze alışmasını sağlamaktır.

Alıştırma turunun ardından, her denemede dörtlü bir deneme bloğu gerçekleştirilir. Bu örnekte gösterildiği gibi, insan el sıkışması rastgele bir sırayla dört bilgisayar model el sıkışmasından biriyle karşılaştırılır. Örneğin, birinci bloğun birinci denemesinde, sorgulayıcı iki kez el sıkışır.

İlk el sıkışma insan tarafından, ikinci el sıkışma ise model üç tarafından belirlenen kuvvetlerin kullanıldığı bilgisayar tarafından gerçekleştirilir. Sorgulayıcı, hangi el sıkışmanın daha insana benzer olduğunu belirlemek için birinci ve ikinci el sıkışma arasında bir seçim yapar. Örneğin, sorgulayıcı daha insana benzer olarak birinci el sıkışmayı seçerse, sorgulayıcı insan el sıkışmasını tercih etmiş olur.

Ancak, sorgulayıcıya bir sonraki denemede insan tokalaşmasını doğru şekilde tanımlayıp tanımlamadığı söylenmez. Sorgulayıcının ilk tokalaşması bilgisayar tarafından oluşturulan ikinci modelle, ikincisi ise insanladır. Sorgulayıcı tekrar en insan benzeri tokalaşmayı seçer.

Benzer şekilde iki deneme daha yapılır. Geriye kalan iki model olan model bir ve model dört, insan el sıkışmasına karşı test edilir. Böylece bir deneme bloğu tamamlanmış olur.

Deney, her blokta dört model el sıkışmasının rastgele sırayla sunulduğu, her biri dört denemeden oluşan 11 bloktan meydana gelmektedir. İlk blok bir alıştırma bloğudur ve analiz kalan 10 blok üzerinden gerçekleştirilir. Deneyin 10 bloğu tamamlandıktan sonra, dört el sıkışma modelinin her biri bir insan el sıkışmasına karşı 10 kez test edilmiş olur.

11 deneysel bloğun tamamlanmasının ardından, test edilen dört modelin her biri için model insan benzerliği derecesi hesaplanır. Analiz, deneğin model el sıkışmasının insan el sıkışmasından daha insan benzeri olduğunu söylediği el sıkışmalarının oranının hesaplanmasıyla yapılır. Örneğin, sorgulayıcı 10 el sıkışmadan ikisinde model olan el sıkışmayı insan el sıkışmasına tercih ederse, modelin insana oranı 0,2 olur; model insan benzerliği derecesini elde etmek için bu oranın iki ile çarpımı alınır.

Oranın 0,2 olduğu her model için, birinci modelin insan benzerliği derecesi 0,4 olacaktır. Eğer 10 denemenin dördünde üçüncü model daha insanbenzer olarak seçilirse, oranı 0,4 ve model insan benzerliği derecesi 0,8 olur. Bir model insanla ayırt edilemez durumdaysa, hesaplanan oranı 0,5 ve model insan benzerliği derecesi bir olur.

Eğer bir model, modeli gibi açıkça insan dışıysa, insan benzerliği derecesi sıfır olur. MHLG bir ile sınırlandırılmıştır. Bu protokolde, üretilen el sıkışmalar, spesifik kombinasyonun denemeler boyunca tamamen bilgisayar tarafından üretilen bir el sıkışmadan tamamen insan el sıkışmasına kadar bir ölçekte değiştiği insan parçası modelinden ayrı olarak oluşturulmuştur.

Bu nedenle, bu deney seti ağırlıklı insan model testi olarak adlandırılır. Protokol, sorgulayıcının tamamen insan el sıkışmasını tanımayı öğrenmesine ve aparata aşina olmasına yardımcı olmak için uygulama bloğu ile başlar. Bu doğrultuda uygulama bloğu, tamamen bir insan el sıkışmasını bilgisayar tarafından oluşturulmuş bir el sıkışma ile karşılaştıran 30 denemeden oluşmaktadır.

Her denemenin sonunda, sorgulayıcı iki el sıkışmasından hangisinin insana daha çok benzediğini seçer. Sorgulayıcı, insan el sıkışmasını doğru tanımlarsa, ekranda "doğru" ifadesi görünür. Sorgulayıcı doğru el sıkışmasını seçmezse, bir "yanlış" mesajı belirir ve sorgulayıcıya son uygulama denemesini tekrarlama fırsatı verilir.

Alıştırma bloğunun ardından sorgulayıcı, iki el sıkışmasını değerlendirmek için bir dizi denemeye başlar. Bu iki el sıkışması, her biri insan ve model kuvvetlerinin bir kombinasyonu olan bir uyaran el sıkışması ve bir referans el sıkışmasıdır. Referans el sıkışmasında, sorgulayıcı tarafından hissedilen el sıkışması, insan tarafından üretilen kuvvetler ile bilgisayar tarafından oluşturulan bir modelin kuvvetlerinin eşit bir karışımıdır.

Diğer bir ifadeyle, insan katılımcı el sıkışma hareketi yaparken, bu el sıkışma, sorgulayan kişinin algıladığı kuvvetin yalnızca %50'sini oluştururken, kuvvetin kalan %50'si uyaran el sıkışmasındaki bir modelden gelmekte; sorgulayan kişi tarafından hissedilen el sıkışma, insan tarafından üretilen kuvvetlerin ve bilgisayar tarafından üretilen bir modelin oluşturduğu kuvvetlerin değişken bir karışımıdır. Bazı uyaran el sıkışmalarında, insan tarafından katkıda bulunulan oran yarımdan fazladır ve dolayısıyla referans el sıkışmasına göre daha yüksektir. Diğer uyaran el sıkışmalarında ise, insan tarafından katkıda bulunulan oran yarımdan azdır ve dolayısıyla referans el sıkışmasına göre daha düşüktür.

Her denemenin sonunda, sorgulayıcıdan daha insan benzeri hissettiren el sıkışmayı seçmesi istenir. Bu deney üç modeli, iki test modelini ve bir temel modeli karşılaştırır. Saf protokolde olduğu gibi, bu protokol analiz edilmemiş bir blokla başlar ve ardından 10 deneysel blok gelir.

Her bir deneysel blok, üç model kombinasyonunun her biri için model ve insanın sekiz doğrusal kombinasyonundan oluşan 24 denemeden meydana gelir. 10 deneysel blok tamamlandığında, sorgulayıcının yanıtlarına lojistik bir psikometrik fonksiyon uydurulur. Ekteki makalede açıklandığı üzere, ortaya çıkan eğri sorgulayıcının olasılığını göstermektedir.

Bunu cevaplamak için, bir uyaran el sıkışmasının referans el sıkışmasına göre daha insan benzeri olduğu kabul edilir. Alfa uyaranı eksi alfa referansı fonksiyonu olarak, sübjektif eşitlik noktası veya PSE, psikometrik eğrinin 0,5 eşik seviyesinden çıkarılır; bu nokta, el sıkışmalarının modele göre eşit derecede insan benzeri algılandığı alfa uyaranı ve alfa referansı arasındaki farkı belirtir. Ağırlıklı insan modeli protokolü için insan benzerliği derecesi, PSE'nin 0,5'ten çıkarılmasıyla hesaplanır; en az veya mümkün olan en fazla insan benzeri olarak algılanan modeller sırasıyla sıfır veya bir insan benzerliği derecesi değerleri verir. Nihai protokol, bir model el sıkışmasını, kısmen insan kısmen rastgele gürültüden oluşan bir el sıkışmasıyla karşılaştırır.

Bu protokolde uyaran el sıkışma, bir modele dayalı olarak bilgisayar tarafından üretilen bir el sıkışmadır. Diğer el sıkışma olan referans el sıkışma ise, insan el sıkışması ve beyaz gürültünün çeşitli kombinasyonlarından üretilen, maksimum mutlak kuvveti iki N olan ve maksimum iki bölü pi frekansında beşinci dereceden Alçak Geçiren Butterworth filtresi kullanılarak filtrelenmiş bir kuvvettir. Her denemenin sonunda, sorgulayıcıdan daha insan benzeri hissettiren el sıkışmayı seçmesi istenir.

Protokol, önceki ağırlıklı insan model testiyle benzer bir tasarıma sahiptir. Bir alıştırma turu ve analiz edilmeyen bir bloktan sonra, 10 deneysel bloktan oluşan bir seri şu şekilde yürütülür. PSE, daha önce olduğu gibi psikometrik eğriden çıkarılır ve eklenen gürültü protokolü için model insan benzerliği derecesini tanımlar.

Bu şekil, saf protokolden elde edilen sonuçları göstermekte ve insan el sıkışmalarını iki farklı model el sıkışmasıyla karşılaştırmaktadır. İki nokta, KB bir ve KB iki olarak adlandırılan iki viskoelastik model için hesaplanan model insan benzerliği derece değerlerini göstermektedir. Sonuçlar, KB iki modelinin KB bir modelinden daha insan benzeri olarak algılandığını kanıtlamaktadır.

Bu şekil, değişken oranlı insan model el sıkışmalarını, sabit 50 50 oranındaki insan model el sıkışmalarıyla karşılaştıran ağırlıklı model insan protokolünün sonuçlarını göstermektedir. Siyah işaretçiler test modelleri için model insan benzerliği derecelerini, gri işaretçiler ise baz modelinkileri temsil etmektedir. Hata çubukları psikometrik eğrilerin güven aralıklarını temsil etmektedir.

Bu şekil, bir model el sıkışmasını, insan ve gürültü bileşenlerinin değişken oranlarda bulunduğu bir el sıkışmasıyla karşılaştıran eklenen gürültü protokolünün sonuçlarını göstermektedir. Siyah işaretçiler modeller için model insan benzerliği derecelerini, gri işaretçiler ise gürültünün derecelerini temsil etmektedir. Hata çubukları, psikometrik eğrinin güven aralıklarını temsil etmektedir.

Bu sonuçlar, her üç değerlendirme yöntemi kullanıldığında, viscoelastic model KB two'nun viscoelastic model KB one'dan daha insan benzeri olarak algılandığını göstermektedir. Bu prosedür uygulanırken, robotik cihazla uygun şekilde etkileşim kurmaya ve etkileşimi mümkün olduğunca pürüzsüz hale getirmeye çalışmak önemlidir. Yaygın gelişimsel bozukluklarda insan el sıkışmalarının tanınması gibi diğer test yöntemleri, yaygın gelişimsel bozuklukların insan jestlerini insan dışı jestlerden ayırt etme yeteneğini nasıl etkilediği gibi ek soruları yanıtlamak için gerçekleştirilebilir. Geliştirilmesinin ardından, bu teknik el sıkışmanın bir tanıma aracı olarak kullanılmasına yol açabilir.

El sıkışmanın amacının, karşıdaki kişi hakkında bir şeyler öğrenmek olduğunu varsayıyoruz. Bu nedenle, insan benzeri bir el sıkışma geliştirmek için önerdiğimiz metodoloji, kişinin el sıkışma biçiminden onun hakkında bilgi çıkarabilen bir el sıkışma sınıflandırma sisteminin geliştirilmesine de yardımcı olabilir. Bu videoyu izledikten sonra, tek boyutlu tur benzeri el sıkışma testinin nasıl gerçekleştirileceği ve birinci uluslararası tur benzeri el sıkışma testi turnuvasına sunulan el sıkışma modellerini nasıl değerlendireceğimiz konusunda kapsamlı bir anlayışa sahip olmanız gerekir.