Una struttura di ricerca e test di sistemi aerei senza equipaggio a Purdue sarà il banco di prova di esperimenti di realtà virtuale e aumentata sulle interazioni umane con droni e altri velivoli. Credito:foto della Purdue University/Darcy Bullock
I veicoli prendono più decisioni per le persone di quanto potremmo immaginare, e lo sono state per un po'. Appena nove anni dopo che i fratelli Wright fecero volare con successo il primo aereo nel 1903, è stato inventato il pilota automatico. Il cruise control è arrivato nel 1948.
Ma poiché sia i viaggi aerei che quelli stradali assistono all'introduzione di funzioni più automatizzate e al passaggio a sistemi altamente autonomi, le persone avranno bisogno di più aiuto per imparare a usarli.
Recentemente è stato formato un team di ricercatori multi-istituto per sviluppare algoritmi che consentirebbero a un sistema di riconoscere quando un essere umano non sa come usarlo, e poi adattarsi al livello di abilità di quella persona.
I ricercatori ritengono che questi sistemi non solo addestrerebbero gli utenti più velocemente, ma anche aumentare la sicurezza.
"Stiamo già chiedendo agli umani di interagire continuamente con macchine intelligenti e sistemi autonomi, ma dobbiamo farlo molto meglio di quanto facciamo attualmente, " ha detto Neera Jain, un assistente professore di ingegneria meccanica alla Purdue University.
Il lavoro, co-guidato dall'Università del New Mexico e Purdue in collaborazione con l'Università del Colorado e l'Università del Texas ad Austin, fa parte di una sovvenzione di 5,5 milioni di dollari assegnata dal programma Cyber-Physical Systems (CPS) della National Science Foundation. Il progetto è intitolato "Autonomia cognitiva per la CPS umana:trasformare i principianti in esperti".
Per aiutare le macchine a riconoscere e adattarsi al livello di abilità di qualcuno, i ricercatori stanno studiando quanto le persone si fidano delle macchine mentre le usano. Credito:foto della Purdue University/Marshall Farthing
Il team di Purdue condurrà esperimenti su come gli esseri umani interagiscono con macchine complesse, come gli aerei, droni e auto a guida autonoma. Per studiare quanto i partecipanti si fidano di questi sistemi, il team raccoglierà dati sulle variazioni della frequenza cardiaca, pressione sanguigna, movimento oculare e altre metriche attraverso sensori psicofisiologici. Jain e Tahira Reid, un professore associato di ingegneria meccanica alla Purdue, modelli sviluppati nel 2018 che utilizzano queste misurazioni per aiutare un sistema a stimare il livello di fiducia di un essere umano.
Le prestazioni dei partecipanti saranno studiate mentre interagiscono con simulazioni di guida avanzate nel laboratorio di Brandon Pitts, un assistente professore di ingegneria industriale alla Purdue, e ambienti di realtà virtuale o aumentata, come un 20, La struttura di ricerca e test di sistemi aerei senza equipaggio da 000 piedi quadrati a Purdue è prevista per il completamento questa primavera.
"Immagina un sistema di pilota automatico in grado di identificare il tuo livello di esperienza e poi abbandonare gradualmente il controllo man mano che migliori. Potrebbe ridurre significativamente il tempo necessario per addestrare un pilota, " ha detto Inseok Hwang, un professore di aeronautica e astronautica e investigatore principale per Purdue su questo progetto. Il laboratorio di Hwang condurrà ricerche sulle interazioni umane con droni e altri velivoli.
ricercatori dell'Università del New Mexico, guidato da Meeko Oishi, un professore di ingegneria elettrica e informatica e il ricercatore principale del progetto, utilizzerà i dati di questi esperimenti per elaborare teorie su come gli umani apprendono meglio mentre usano queste macchine. La collaborazione nel suo insieme svilupperà algoritmi e li testerà per la traduzione in software che consenta alle macchine di comprendere, prevedere e adattarsi al comportamento umano.
Il progetto mira inoltre ad ampliare la partecipazione all'ingegneria e all'informatica attraverso la ricerca e le opportunità di tutoraggio di comunità sia sottorappresentate che sottoservite. Un nuovo programma presso l'Università del New Mexico, chiamato Summer Intensive Research Institute, si rivolgerà a studenti universitari sottorappresentati e fornirà loro opportunità di partecipare a progetti di ricerca nei sistemi cyber-fisici in ciascuna delle quattro università che collaborano. Il programma impegnerà gli studenti in attività di sviluppo professionale per prepararli a carriere nei sistemi cyber-fisici.
Gli esperimenti che utilizzano questa simulazione di guida aiuteranno i ricercatori a sviluppare algoritmi che consentono a un veicolo autonomo di comprendere e prevedere il comportamento umano. Credito:foto della Purdue University/DeEtte Starr
La ricercatrice in antropologia Tryphenia Peele-Eady, il direttore del College of Education Multicultural Education Center dell'Università del New Mexico, gestirà e analizzerà l'efficacia del programma.
Il team spera che il lavoro non solo farà crescere il campo sviluppando macchine che rispondono al comportamento umano, ma informano anche sui modi per prevenire le insidie in corso su come gli esseri umani usano i sistemi autonomi.
"Ci sono tre cose che il settore vuole evitare fondamentalmente nell'interazione uomo-macchina:uso improprio, disuso e abuso della tecnologia. Stiamo progettando nuovi algoritmi per fare progressi verso il superamento di ciascuna di queste barriere, " ha detto Giain.
