Uma pesquisa de sistemas aéreos não tripulados e instalação de teste em Purdue será o campo de testes de experimentos de realidade virtual e aumentada em interações humanas com drones e outras aeronaves. Crédito:Purdue University photo / Darcy Bullock
Os veículos tomam mais decisões pelas pessoas do que imaginamos - e isso já faz algum tempo. Apenas nove anos depois que os irmãos Wright voaram com sucesso o primeiro avião em 1903, o piloto automático foi inventado. O controle de cruzeiro surgiu em 1948.
Mas, como as viagens aéreas e rodoviárias testemunham a introdução de recursos mais automatizados e a mudança para sistemas altamente autônomos, as pessoas precisarão de mais ajuda para aprender como usá-los.
Uma equipe de pesquisadores de vários institutos foi formada recentemente para desenvolver algoritmos que permitiriam a um sistema reconhecer quando um humano não sabe como usá-lo, e depois se adapte ao nível de habilidade dessa pessoa.
Os pesquisadores acreditam que esses sistemas não apenas treinariam os usuários mais rapidamente, mas também aumentam a segurança.
"Já estamos pedindo aos humanos que interajam com máquinas inteligentes e sistemas autônomos o tempo todo, mas precisamos fazer muito melhor do que fazemos atualmente, "disse Neera Jain, professor assistente de engenharia mecânica na Purdue University.
O trabalho, co-liderado pela University of New Mexico e Purdue em colaboração com a University of Colorado e a University of Texas em Austin, faz parte de uma doação de US $ 5,5 milhões concedida pelo programa National Science Foundation Cyber-Physical Systems (CPS). O projeto é intitulado "Autonomia Cognitiva para CPS Humano:Transformando Noviços em Especialistas".
Para ajudar as máquinas a reconhecer e se adaptar ao nível de habilidade de alguém, os pesquisadores estão estudando o quanto as pessoas confiam nas máquinas enquanto as usam. Crédito:Purdue University photo / Marshall Farthing
A equipe Purdue conduzirá experimentos sobre como os humanos interagem com máquinas complexas, como aviões, drones e carros autônomos. Para estudar o quanto os participantes confiam nesses sistemas, a equipe irá coletar dados sobre as mudanças na frequência cardíaca, pressão sanguínea, movimento dos olhos e outras métricas por meio de sensores psicofisiológicos. Jain e Tahira Reid, um professor associado de engenharia mecânica da Purdue, desenvolveram modelos em 2018 que usam essas medições para ajudar um sistema a estimar o nível de confiança de um ser humano.
O desempenho dos participantes será estudado enquanto eles interagem com simulações de direção avançadas no laboratório de Brandon Pitts, um professor assistente de engenharia industrial da Purdue, e ambientes de realidade virtual ou aumentada, como um 20, Pesquisa de sistemas aéreos não tripulados de 000 pés quadrados e instalação de teste em Purdue com conclusão prevista para esta primavera.
"Imagine um sistema de piloto automático que pode identificar o seu nível de experiência e, em seguida, gradualmente abrir mão do controle conforme você melhora. Isso poderia reduzir significativamente o tempo que leva para treinar um piloto, "disse Inseok Hwang, professor de aeronáutica e astronáutica e investigador principal da Purdue neste projeto. O laboratório de Hwang conduzirá pesquisas sobre as interações humanas com drones e outras aeronaves.
Pesquisadores da Universidade do Novo México, liderado por Meeko Oishi, professor de engenharia elétrica e de computação e investigador principal do projeto, usará os dados desses experimentos para apresentar teorias sobre como os humanos aprendem melhor usando essas máquinas. A colaboração como um todo desenvolverá algoritmos e os testará para tradução em software permitindo que as máquinas entendam, prever e se adaptar ao comportamento humano.
O projeto também tem como objetivo ampliar a participação em engenharia e computação por meio de pesquisas e oportunidades de aconselhamento de comunidades sub-representadas e mal atendidas. Um novo programa na Universidade do Novo México, chamado Summer Intensive Research Institute, terá como alvo alunos de graduação sub-representados e oferecerá oportunidades para que eles participem de projetos de pesquisa em sistemas ciberfísicos em cada uma das quatro universidades colaboradoras. O programa envolverá os alunos em atividades de desenvolvimento profissional para prepará-los para carreiras em sistemas ciberfísicos.
Os experimentos usando esta simulação de direção ajudarão os pesquisadores a desenvolver algoritmos que permitem que um veículo autônomo entenda e preveja o comportamento humano. Crédito:Purdue University photo / DeEtte Starr
O pesquisador de antropologia Tryphenia Peele-Eady, o diretor do Centro de Educação Multicultural da Faculdade de Educação da Universidade do Novo México, irá gerenciar e analisar a eficácia do programa.
A equipe espera que o trabalho não apenas faça crescer o campo, desenvolvendo máquinas que respondam ao comportamento humano, mas também informa maneiras de evitar armadilhas contínuas de como os humanos usam sistemas autônomos.
"Existem três coisas que o campo deseja evitar fundamentalmente na interação homem-máquina - uso indevido, desuso e abuso da tecnologia. Estamos projetando novos algoritmos para fazer avanços no sentido de superar cada uma dessas barreiras, "Jain disse.
