O estudo captura como os humanos tocam em objetos desconhecidos, oferecendo lições para a interação humana -robot

Para estimar o peso de uma rocha, você a pega. É áspero ou suave? Você corre um dedo sobre ele. Estamos constantemente reunindo informações através do nosso senso de toque, que está intimamente conectado à maneira como nos movemos.

Os padrões de movimento que os humanos usam para explorar o mundo físico são estudados há muito tempo em contextos que variam da psicologia humana à percepção robótica. Os psicólogos chamam esses movimentos de “procedimentos exploratórios” – usando o toque para atingir uma meta, como identificar uma propriedade como peso ou rugosidade.

Pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson se perguntaram se outros novos padrões de movimentos emergem quando as pessoas encontram objetos desconhecidos sem objetivos explicitamente definidos. Um estudo liderado pelo pesquisador e artista de robótica BUSE Aktaş, ex-estudante de pós-graduação do Seas e atual líder do grupo de pesquisa do Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes, a arte interativa misturada e a ciência observacional para examinar como o toque aberto informa novas categorias de movimento distintas e distintas.

Publicado em PLoS umos resultados podem levar a avanços nas interações humano -robot ou humano -máquina, ou usos mais sofisticados das respostas de toque humano em aplicações médicas, industriais ou artísticas.

“Estou muito interessado em como os princípios de design de engenharia são mapeados para o comportamento humano – especialmente se estiver em um contexto criativo, e se dermos liberdade criativa aos nossos assuntos”, disse Aktaş, que liderou o projeto durante seu doutorado. Trabalhe com o professor Robert Howe, o professor de engenharia de Abbott e James Lawrence no mar.

Experiência de instalação artística

Em seu estudo, Aktaş e a equipe projetaram um experimento de instalação de arte para observar sistematicamente como as pessoas tocam e interagem com objetos desconhecidos. Para o desenho do estudo, eles recrutaram a experiência do co-autor Roberta Klatzky, da Carnegie Mellon University, especialista em psicologia dos hápticos (percepção por toque).

Durante a coleta de dados, 40 participantes percorreram três estações criadas com vários objetos, alguns familiares – como um saco de batata -batatas e um alfinete de rolamento – e alguns abstratos, como uma forma geométrica roxa com uma tira preta. A terceira estação era biomórfica, consistindo em uma estrutura tubular do tipo intestino com picos macios.

Cada estrutura endureceria periodicamente e suavizaria o ar bombado, para que os pesquisadores pudessem ver como os participantes responderam a mudanças inesperadas do estado físico. Todas as interações foram registradas e analisadas.

Após o estudo, Aktaş criou uma instalação de arte relacionada no Harvard Art Lab.

A análise detalhada revelou que os participantes realizaram “procedimentos interativos distintos e observáveis ​​de maneira confiável”, de acordo com seu artigo. Essas ações podem estar ligadas a “objetivos autodeterminados” que cada participante criou ao encontrar os objetos estranhos, como coleta de informações, manipulação ou brincar.

“Acho que uma das maiores takeaways foi que as pessoas, mesmo que você não lhes dê uma meta, compensem seus próprios objetivos”, disse Aktaş.

Novas categorias de interações físicas

Quatro categorias de interações físicas surgiram. Nas interações “observacionais passivas”, os usuários aprenderam sobre as propriedades dos objetos com pouco ou nenhum toque, como pairar as mãos ou recuar para observar. As interações “perceptivas ativas” deram aos participantes mais informações através do toque, como pressionar, levantar ou esfregar. As ações “construtivas” foram realizadas para criar novas formas ou arranjos, como empilhamento, enrolamento, dobra, achatamento ou nó ou dentes. Finalmente, as ações “hedônicas” provocaram experiências sensoriais, como acariciar, sacudir ou massagear.

Os pesquisadores descobriram que os padrões de movimento variaram com base no tipo de objeto. As pessoas realizaram interações mais “construtivas” na estação abstrata, mas eram mais passivas e observacionais na estação com o saco de batatas fritas, sugerindo que o conhecimento prévio sobre os objetos afetava o que e quanta interação física se seguiu.

Eles também descobriram que as mudanças de estado, como enrijude e amolecimento, tendem a prolongar a quantidade de tempo que as pessoas gastam interagindo fisicamente com um objeto.

As categorias e observações podem oferecer uma base para projetar experiências interativas de maneira mais intencional – por exemplo, em um videogame imersivo, distinguir entre observação passiva e percepção ativa poderia informar o equilíbrio de pistas visuais e táteis, escreveram os pesquisadores.

Os resultados também podem ter valor para projetar protocolos de interação para a colaboração humana-máquina “segura, fluente, intuitiva e rica”, os pesquisadores escreveram. Isso pode ter implicações para o crescente uso de passeios virtuais e passo a passo em museus de arte ou imóveis, bem como jogos de computador onde a exploração aberta é essencial para a experiência.

À medida que os sistemas robóticos incorporam cada vez mais a inteligência por meio de materiais inteligentes e responsivos, provocar interações humanas através do design de materiais é outra direção potencial para o trabalho.