人間-ロボットチームにおける信頼の理解

信頼は、人間とロボットがチームとして一緒に働くために欠かせない。人間-ロボットチーム（HRT）で信頼がどのように育まれるのかを理解するために、1人の人間が2体のロボットと協力する実験を行った。この実験では、ロボットが時々反応しないようにして信頼をテストし、チームワーク中の信頼の変化を見てみた。

特別な機材を使って、人間とロボットの動きを追跡した。観察の結果、人間とロボットが近くで動くと、人間が報告する信頼レベルが上がることが多いことが分かった。これは、チームメンバーが一緒に動く様子が、言葉ではないコミュニケーションを通じて信頼を築くのに役立つことを示している。ロボットと人間がどのように相互作用するかを見れば、信頼が下がる時期を予測でき、迅速に回復策を見つけることができる。

多ロボットシステムは、消防や救助活動といった緊急サービスでますます重要になってきている。これらのチームが効率よく機能するためには、メンバー間の信頼を持続させる必要がある。私たちの研究では、人間とロボットの間の信頼関係を反映する測定可能な要素を定義し始めている。私たちは、信頼をチームメンバーの働きかけに基づいて変化するものと考えている。成功するミッションには、特定のレベルを超える信頼を維持する必要があり、これを「満足する信頼」と呼んでいる。信頼はリスクを伴い、人間はロボットが予測可能で安全に行動することに依存している。

私たちの目標は、チームメンバーの間で信頼を高めたり壊したりする行動の明確なサインを見つけることだ。たとえば、人間とロボットが一緒に動く様子が信頼の変化を示すことがある。動きの同調などの非言語コミュニケーションは、信頼を築く上で重要だ。これらのコミュニケーションパターンを特定することで、信頼が危険にさらされている時に早期警告を提供し、チームが行動を起こすことができるようになる。

実験では、1人の人間が2体のロボットとチームを組んで、構造のない環境で物体を探す状況を作り出した。実験に使用したスペースは通常の研究よりも広く、信頼のダイナミクスをより深く理解することができた。信頼の変化を生み出すために、ロボットと人間のコミュニケーションを中断した。これがチームワークにどのような影響を与えるのかを見たかった。

参加者は実験の前後で信頼のレベルについてどう感じたかを調べ、また人間とロボットがどれだけ近くで動いていたかのデータも集めた。このデータを分析して、信頼レベルを示す動きの観察可能な変化を発見できることを願っていた。

私たちの主な質問は、「人間-ロボットの動きにどんな変化があれば信頼が育っているのか、あるいは衰えているのか示せるのか？」ということだった。ロボットと人間が近くで動くと信頼を築いたり回復させたりできると考えている。一方、信頼が損なわれると、動きが同期しなくなり、早期警告サインとして機能するかもしれない。

私たちの研究では、人間とロボットがリアルタイムでどのように協力しているのかのダイナミクスを探った。また、過去の非言語コミュニケーションと信頼に関する研究も調べて、私たちの発見の文脈を整えた。

非言語コミュニケーションは人間同士のやり取りにおいて重要な役割を果たす。ロボットが非言語的にコミュニケーションできるようになることで、効率的なチームワークへの新たな機会が開ける。人間とロボットの相互作用の仕方は信頼の育成に大きな影響を与える。私たちは、人が両方のロボットと一緒に働くとき、ロボットがどれだけ近くにいるか、またどのように動くかに基づいて明確な好みを持っていることを見つけた。

実験中、参加者は2体の似たロボットと協力しなければならなかった。参加者の中には、ロボットとの距離や行動によってどちらかのロボットを好む人もいた。たとえば、近くにいるロボットに頼る傾向があり、よりチームメイトのように感じていた。

参加者はロボットの速度についてもコメントしており、動き方がどのロボットと作業するかの決定に影響を与えていた。遅いと見なされたロボットは、参加者の信頼に影響を与える可能性がある。これは、動きと距離が人間-ロボットの相互作用における信頼レベルを形作ることを示している。

参加者はコミュニケーションの中断を経験し、イライラすることもあった。その不満は、その時のロボットの距離と応答性に関連していた。ロボットとのコミュニケーションを回復した後、一部の参加者は信頼が初めのところから減少したが、ある程度はロボットを信頼できるようになったと報告した。しかし、この回復した信頼は以前ほど高くはなかった。

私たちは、人間-ロボットの動きのダイナミクスと信頼の変化との間に重要な関連があることを見つけた。特に、動きのパターンが中断後に非同期になったとき、信頼レベルが減少する傾向があった。動きの同期は、信頼の構築や損失を示す非言語コミュニケーションの一形態だ。参加者とのインタビューから、ロボットが近くて反応が良いと、チームワークの印象を育むことがわかった。一方、ロボットが近くにいるが反応しないと、イライラ感が増す結果になった。

動きのダイナミクスと信頼の変化との関連を示す強い証拠を集めたが、将来の研究で取り組むべき限界もある。信頼の減少と共同移動の減少の間に明確な因果関係を確立するには、さらに実験を重ねる必要がある。中断後、参加者が一緒に動くリズムを取り戻すのが難しい可能性もあり、これは単に信頼の問題ではないかもしれない。

参加者は信頼に変化を感じるレベルが異なり、信頼が大きく減少した人もいれば、あまり影響を受けなかった人もいた。より大規模な研究が、観察した傾向を確認し、参加者の個々の違い（ロボットとの過去の経験など）を考慮するのに役立つかもしれない。中にはロボットの能力に疑念を抱いていた参加者もいて、ロボット自体への信頼を失ったわけではなかった。

私たちの研究では、チームワークをシミュレートするために2体のロボットを使用したが、ロボット間に差をつけることはしなかった。将来の実験では、異なるデザインのロボットを含めて、信頼の発展やチームのダイナミクスにどう影響を与えるかを見ることができるかもしれない。

これからは、人間-ロボット相互作用における非言語コミュニケーションを理解することが重要だ。タスクのパフォーマンスを改善し、エラーからの回復に役立つ可能性がある。私たちは、近接性を維持し、ある程度の動きの同期を保つことが信頼レベルに影響を与えることを示している。今後の研究では、自己報告を超えた信頼を測る方法を探る予定だ。たとえば、参加者にロボットにタスクを任せるか自分でやるかを決めさせ、その決定を信頼の指標として使うことが考えられる。

また、ロボットの状態を伝えるための音や光など、他の非言語的コミュニケーション方法も探っていく予定だ。これらの方法は、特にチームワークのダイナミクスが崩れたときに、理解と信頼を高めることができるだろう。

結論として、この研究は人間とロボットの間の動きや近接性が信頼にどのように影響するかを明らかにする助けとなる。私たちの発見は、人間-ロボットチームにおける信頼の変化の初期信号として動きのダイナミクスを利用する可能性を示している。ただし、私たちが探求し始めた関係についてより強い結論を引き出すためには、より包括的な研究が必要だ。