马语者如何帮助工程师打造更好的机器人

近 10,000 年来，人类和马一直保持着牢固的工作关系——这种伙伴关系改变了食物的生产方式、人员的运输方式，甚至改变了战争的进行和获胜方式。今天，我们寄希望于马匹作为陪伴、娱乐以及在比赛、盛装舞步和表演等竞技活动中作为队友。

人与马之间这些由来已久的互动能否教会我们一些关于建造旨在改善我们生活的机器人的知识?佛罗里达大学的研究人员说是的。

“对于如何在机器人和人类之间建立有效的工作关系，没有基本的指导原则，”用友赫伯特沃特海姆工程学院计算机与信息科学与工程副教授 Eakta Jain 说。“当我们努力改善人类与自动驾驶汽车和其他形式的人工智能的互动方式时，我突然想到我们之前已经在马身上做过这件事。这种关系已经存在了几千年，但从未被用来为人机交互提供见解。”

Jain 在卡内基梅隆大学机器人研究所完成了她的博士工作，她在佛罗里达州盖恩斯维尔的 UF 马教学单元进行了一年的实地工作，观察马与人之间的特殊互动。今天，她将在德国汉堡举行的 ACM 计算系统人为因素会议上展示她的发现。

就像几千年前的马一样，机器人正在作为伙伴和队友进入我们的生活和工作场所。他们为我们的地板吸尘，帮助教育和娱乐我们的孩子，研究表明社交机器人可以成为有效的治疗工具，帮助改善身心健康。越来越多的机器人出现在工厂和仓库中，与人类工人协同工作，有时甚至被称为协作机器人。

作为 UF Transportation Institute 的成员，Jain 领导着人为因素小组，研究人类应如何与自动驾驶汽车或 AV 互动。

“这是第一次，汽车和卡车可以观察附近的车辆并与它们保持适当的距离，并监控驾驶员是否有疲劳和注意力集中的迹象，”Jain 说。“然而，这匹马长期以来一直具有这些能力。我想为什么不学习我们与马匹的交通合作伙伴关系，以帮助解决人与自动驾驶汽车之间自然互动的问题。”

回顾我们与动物的历史以帮助塑造我们与机器人的未来并不是一个新概念，尽管大多数研究都受到人类与狗的关系的启发。Jain 和她在工程学院和 UF 马科学学院的同事率先将工程和机器人研究人员与马匹专家和训练员聚集在一起，对这些动物进行实地研究。

Jain 解释说，多学科合作涉及工程、动物科学和定性研究方法方面的专业知识。她首先联系了来自用友马匹行为和管理项目的 Joel McQuagge，他负责监督用友马匹教学单元。他没有考虑过马和机器人之间的这种联系，但他为吉恩提供了完全访问权限，她花了几个月的时间观察课程。她采访和观察了马匹专家，包括纯种驯马师和忠实的马主。UF 计算机与信息科学与工程系副教授 Christina Gardner-McCune 提供了定性数据分析方面的专业知识。

通过观察和专题分析收集的数据得出的结论可供人机交互研究人员和机器人设计师应用。

“一些发现是具体的，易于形象化，而另一些则更抽象，”她说。“例如，我们了解到马用它的身体说话。你可以看到它的耳朵指向引起它注意的地方。我们可以在我们的机器人中建立类似类型的非语言表达，比如当有人敲门时耳朵会指向，或者当街道的那一侧有行人时车内会出现一些视觉效果。”

一个更抽象和开创性的发现是尊重的概念。当驯马师第一次训练马匹时，他会从马匹那里寻找对人类伙伴表示尊重的迹象。

“我们通常不会在人机交互的背景下考虑尊重，”Jain 说。“机器人可以通过哪些方式向你表明它尊重你?我们可以设计类似于马的行为吗?这会让人类更愿意与机器人一起工作吗?”

Jain 来自新德里，她说她是和机器人一起长大的，就像人们和动物一起长大一样。她的父亲是一名制造教育和工业机器人的工程师，她的母亲是一名计算机科学教师，负责管理学校的机器人俱乐部。

“机器人是许多餐桌谈话的主题，”她说，“所以我很早就接触到了人机交互。”

然而，在长达一年的人马关系研究中，她学会了骑马，并说她希望有一天能拥有一匹马。

“起初，我认为我可以通过观察和与人交谈来学习，”她说。“但是，没有什么可以替代行动。我必须亲自感受马与人的伙伴关系是如何运作的。从我第一次骑马开始，我就爱上了他们。”