Exploring the Effects of Shared Autonomy on Cognitive Load and Trust in Human-Robot Interaction

要約

遠隔操作は、危険な環境にロボットを配備するための実行可能なソリューションとして認知されつつある。ロボットを制御して複雑なタスクを実行させると、オペレータに過負荷がかかり、パフォーマンスが低下する可能性がある。このような困難なタスクを実行する人間を支援するロボットコントローラを設計するためには、ロボットの自律動作とオペレータの内部状態との相互作用に関する包括的な理解が不可欠である。本論文では、ロボットの自律性と、人間ユーザの認知負荷および信頼レベルの両方との関係、ならびにロボット支援タスク実行における三者間相互作用の潜在的存在について調査する。我々のユーザー調査(N=24)の結果、自律性レベルは遠隔操作者の認知負荷と信頼に影響を与えるが、これらの要素間に明確な相互作用はないことが示された。その代わりに、これらの要素は独立して動作しているように見えるため、共有制御設定においてロボットの自律性レベルを変化させる際に、認知負荷と信頼の両方を別個の要因であるが相互に関連する要因として考慮する必要性を強調している。この洞察は、より効果的で適応性の高い支援ロボットシステムの開発にとって極めて重要である。

要約(オリジナル)

Teleoperation is increasingly recognized as a viable solution for deploying robots in hazardous environments. Controlling a robot to perform a complex or demanding task may overload operators resulting in poor performance. To design a robot controller to assist the human in executing such challenging tasks, a comprehensive understanding of the interplay between the robot’s autonomous behavior and the operator’s internal state is essential. In this paper, we investigate the relationships between robot autonomy and both the human user’s cognitive load and trust levels, and the potential existence of three-way interactions in the robot-assisted execution of the task. Our user study (N=24) results indicate that while autonomy level influences the teleoperator’s perceived cognitive load and trust, there is no clear interaction between these factors. Instead, these elements appear to operate independently, thus highlighting the need to consider both cognitive load and trust as distinct but interrelated factors in varying the robot autonomy level in shared-control settings. This insight is crucial for the development of more effective and adaptable assistive robotic systems.

arxiv情報

著者 Jiahe Pan,Jonathan Eden,Denny Oetomo,Wafa Johal
発行日 2024-02-05 06:30:47+00:00
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