Какое будущее нас ждёт? Синхронизация робота и человека
Роботы могут помогать человеку синхронизировать существование в метавселенной с реальным миром, сглаживая переход и облегчая адаптацию. Взаимодействие с роботом перестаёт быть похожим на управление инструментом и начинает напоминать нечто большее. Эту трансформацию обеспечивает персонализация, основанная на больших данных и языковых моделях. Они позволяют роботу выстраивать уникальную модель пользователя, адаптироваться к привычкам человека и предвосхищать его намерения — от кивка головы до неоконченной фразы. Это та же революция, что произошла со смартфонами после появления тачскрина, открыв путь новым, естественным формам коммуникации на основе персуазивных технологий.
Про персуазивные технологии можно прочитать в книге "Разработка приложений"
Персонализация
Базовые роботы запрограммированы на однообразные реакции, но для эффективного сотрудничества в сложной или социальной среде робот должен понимать контекст, состояние и цели человека. Персонализация решает эту задачу, превращая робота из пассивного исполнителя команд в активного участника взаимодействия. Такие системы, основанные на распознавании намерений, стремятся определить мотивы пользователя и предсказать его будущие действия.
Для создания модели пользователя или его «цифрового двойника», робот собирает и анализирует данные:
Биометрические и поведенческие через особенности походки, паттерны движений рук, мимику и динамику голоса.
Контекстуальные и средовые в виде распорядка дня, типичных маршрутов движения, предпочтений в доме, уровня освещённости и шума.
Вербальные и невербальные, где учитываются часто используемые слова и фразы, характерные жесты, позы, выражающие усталость или сосредоточенность.
Чтобы собирать эти данные, роботы оснащаются комплектом сенсоров, каждый из которых отвечает за свой канал информации. Их комбинация повышает надёжность распознавания:
Визуальные камеры анализируют жесты, позы, мимику, движение глаз, объекты в окружении. Робот видит, что человек тянется к книге, и подаёт её.
Инерциальные отслеживают траекторию, скорость и угол движения конечностей или тела. Носимый экзоскелет анализирует паттерн ходьбы для коррекции.
Микрофоны считывают голосовые команды, интонацию и фоновые звуки. Робот распознаёт не только команду «открой», но и тревогу в голосе.
Тактильные анализируют силу нажатия, давление и вибрацию. Робот манипулятор регулирует усилие для хрупкого предмета.
Биосигнальные получают электрическую активность мозга или мышц. Протез руки начинает движение по намерению, а не по явной команде.
Собранные данные лишь основа работы алгоритмов:
Машинное обучение и нейросети выявляют скрытые закономерности в поведении конкретного человека. Например, гарвардский носимый робот для пациентов с ALS и после инсульта использует ML для 94%-ной точности распознавания индивидуальных движений плеча.
Большие языковые модели выполняют роль универсального интерпретатора. Они связывают голосовую команду, контекст и знания о мире. Анализируется абстрактный запрос: «Мне нужен простой стул», - извлекается суть и передаётся техническим модулям для генерации 3D-модели и её последующей сборки роботом.
Сенсорная интеграция объединяет потоки данных от разных сенсоров для формирования целостной картины.
Так, умная перчатка BrightSign, переводящая язык жестов в речь, обучается индивидуальным особенностям жестикуляции каждого пользователя, комбинируя данные с датчиков сгиба, инерции и касания.
Реализованные проекты
Современные протезы и экзоскелеты уже сегодня используют данные ЭМГ и IMU, чтобы предугадать желаемое движение и помочь человеку выполнить его плавно и с меньшими усилиями. Промышленные коботы с камерами глубины учатся считывать жесты оператора для совместной сборки, перенаправляя задачи без перепрограммирования.
Роботы с реалистичной мимикой как китайский Origin M1 с 25 микромоторами для управления лицом, используют камеры в «зрачках», чтобы читать эмоции собеседника и реагировать уместной мимикой, устанавливая эмоциональный контакт.
Несмотря на прогресс последних лет, путь к массовому использованию сложен. Ключевые вызовы на сегодня:
Персональные поведенческие и биометрические данные требуют высочайшего уровня защиты.
Пользователь должен понимать, как робот принимает решения, и быть уверенным в его надёжности. Прозрачность алгоритмов критически важна.
Модель должна постоянно обновляться, подстраиваясь под изменения в привычках или физическом состоянии пользователя.
Дорожная карта внедрения может быть связана описанными десятилетними циклами:
В 2020-х годах нишевое внедрение в медицине, реабилитации и премиальном сервисе. Доминируют закрытые, специализированные системы.
Ближайшее будущее до 2030-х годов появляются открытые платформы обмена «цифровыми профилями» пользователей с их согласия. Робот в доме, офисе и автомобиле будет настраиваться под одного человека.
Перспектива на 2040-е годы в формировании «единого цифрового профиля» человека, к которому будут обращаться любые устройства для интуитивно понятной синхронизации.
Синхронизация человека и робота через большие данные и LLM — это следующий логический шаг в эволюции взаимодействия. Это поле для экспериментов, где сегодня закладывается фундамент будущего, в котором технологии не просто получают наши команды, но и понимают наши намерения.
Если большие данные и мультимодальные сенсоры дают роботу «органы чувств» для восприятия внешних действий человека, то психометрические данные открывают доступ к его внутреннему миру. Это измеряемые показатели психических состояний, установок, эмоций и личностных черт. В их сборе и анализе заключается следующий эволюционный шаг к по-настоящему интуитивному взаимодействию, где робот будет понимать не только команду, но и контекст, настроение и невысказанные потребности пользователя.
Психометрия
Успешное внедрение роботов, особенно социальных и домашних, зависит не только от их технических возможностей, но и от готовности людей их принять. Простое физическое присутствие робота в жизни человека не гарантирует, что тот захочет с ним взаимодействовать. На это желание влияет сложная совокупность психологических измерений от базовых установок и тревог до восприятия полезности, удобства, удовольствия, доверия, социального присутствия и ожиданий.
Сбор и анализ этих данных позволяют перейти от универсального взаимодействия к персонализированному. Робот, обладающий психометрическим профилем пользователя, может:
Адаптировать стиль коммуникации, снижать темп и упрощать язык для тревожного пользователя или, наоборот, переходить к сложным темам с заинтересованным.
Предвосхищать эмоциональные потребности и распознавать признаки стресса или подавленности по косвенным признакам через паттерны движения, тон голоса и активность. В результате, робот может предлагать помощь от включения расслабляющей музыки до предложения позвонить родственнику.
Строить долгосрочные доверительные отношения, понимая границы комфорта и ценности пользователя, робот может действовать предсказуемо и уважительно, что является основой для принятия технологии.
Хотя эта область считается новой, для оценки психологических аспектов взаимодействия человека и робота уже создан целый арсенал инструментов. Именно в сфере этого взаимодействия и следует искать новые решения — как разработчикам роботов, так и создателям программного обеспечения самого разного назначения включая мобильные приложения. Любой новый сенсор или алгоритм может помочь совершить прорыв, который кратно ускорит развитие технологий и повысит эффективность взаимодействия человека и робота.
Опросники
Сегодня используются стандартизированные опросники, прошедшие проверку на надёжность и точность измерения. Систематический обзор выявил 27 таких инструментов, предназначенных для оценки отношения людей к социальным и домашним роботам. Они измеряют широкий спектр состояний и установок. Примеры включают шкалу негативного отношения к роботам NARS. Это одна из самых ранних и цитируемых систем, которая оценивает тревогу, связанную с взаимодействием с роботами. Шкала принятия человекообразных роботов HARS и шкала воспринимаемой социальности роботов ПСРС охватывают более широкий спектр отношений, включая положительные и нейтральные аспекты. Анкета интереса к робототехнике RIQ используется, например, для оценки интереса, знаний и эффективности учителей в контексте образовательной робототехники. Эти инструменты важный первый шаг, но у них есть ограничения. Они основаны на отчёте и фиксируют состояние «до» или «после» взаимодействия, а не в реальном времени.
Передовые прототипы работают с состояниями в реальном времени, считывают психофизиологические и поведенческие сигналы для вывода о состоянии человека. Это будущее, которое уже начинает сбываться:
1. Emo от Колумбийского университета США.
Это роботизированная голова, которая не только копирует мимику человека, но и способна предугадать улыбку за 840 миллисекунд, чтобы улыбнуться синхронно с человеком. Это прямой пример предсказания намерения и эмоционального состояния на основе визуальных данных.
2. Helix от Figure AI, США.
Представлена проприетарная система для робота Figure 03. Хотя в релизе акцент сделан на тактильном и визуальном восприятии для манипуляций, архитектура системы заточена под сквозное обучение от восприятия к действию. Такой фундамент позволяет в будущем интегрировать модули для анализа эмоционального состояния человека через тон голоса, скорость речи и выражение лица, что потенциально открывает путь к распознаванию десятков сложных состояний.
3. Психометрическая аналитика в образовании от НИУ ВШЭ, Россия. Хотя это и не прототип робота, но зато передовой пример использования больших данных для анализа «цифрового следа» учащихся. Система автоматически анализирует поведение через просмотры видео и выполнение тестов для оценки вовлеченности, трудности контента и изменения подготовленности. Перенос этой логики на взаимодействие с роботом позволил бы ему непрерывно оценивать и адаптироваться к эмоциональному и когнитивному состоянию пользователя на основе его поведенческих паттернов.
Сегодня мы находимся на стыке технологий. С одной стороны, существует острая необходимость в разработке новых, более строгих и всеобъемлющих психометрических инструментов специально для сферы взаимодействия робота с человеком, а с другой идёт стремительное развитие больших языковых LLM и визуально-языковых моделей VLA как в случае с Figure и OpenAI. Это открывает путь к созданию систем, которые будут учиться понимать человека напрямую, через естественное общение и наблюдение.
Идёт активное слияние опросников с решениями на базе искусственного интеллекта через использование стартового набора данных для обучения нейросетей распознаванию психологических особенностей по поведенческим паттернам. Также популярна мультимодальная интеграция через комбинирование анализа речи по тону и скорости, компьютерного зрения через мимику, позу и данных с носимых устройств через пульс и кожно-гальваническую реакцию для составления целостной картины состояния. Особенно актуальна разработка прозрачных протоколов сбора и использования сверхчувствительных психометрических данных, сбор которых упирается в вопросы доверия и этики. Без решения этих вопросов массовое внедрение будет невозможным.
Психометрические данные — это мост от функциональной синхронизации робота, выполняющего задачу, к эмоциональной и когнитивной синхронизации когда робот понимает контекст и состояние человека. Как появление тачскрина совершило революцию в коммуникации человека и смартфона, сделав её интуитивной, так и внедрение психометрического интерфейса способно вывести взаимодействие с роботом на качественно новый уровень. Это превращает робота из сложного инструмента в чуткого помощника, способного не просто реагировать на команды, а поддерживать, предвосхищать потребности и действовать синхронно с человеком в его повседневной жизни.
(Спасибо за лайки и комментарии, которые помогают продвигать статью)









