Fra robot-ledsager til tredje tommelfinger, maskiner kan ændre den menneskelige hjerne

Menneskers interaktion med maskiner, fra robotter, der kaster raserianfald, når de taber et farvematchende spil mod en menneskelig modstander, til de bioniske lemmer, der kunne give os ekstra evner, afslører ikke bare mere om, hvordan vores hjerner er forbundet – de ændrer dem også.

Emily Cross er professor i social robotik ved University of Glasgow i Skotland, som undersøger karakteren af ​​menneske-robot-relationer, og hvad de kan fortælle os om menneskelig kognition.

Hun definerer sociale robotter som maskiner designet til at engagere sig med mennesker på et socialt plan - fra online chatbots til maskiner med en fysisk tilstedeværelse, for eksempel, dem, der tjekker folk ind på hotelværelser.

Ifølge prof. Cross, da robotter kan programmeres til at udføre og replikere specifik adfærd, de er fremragende værktøjer til at kaste lys over, hvordan vores hjerner fungerer, i modsætning til mennesker, hvis adfærd varierer.

"De centrale principper i mine spørgsmål er, kan vi bruge menneske-robot interaktion til bedre at forstå fleksibiliteten og de grundlæggende mekanismer i social kognition og den menneskelige hjerne, " hun sagde.

Hjernebilleder viser, at en trist, glade eller neutrale robotudtryk vil engagere de samme dele af hjernen som et menneskeligt ansigt med lignende udtryk.

Gennem deres projekt kaldet Social Robots, Prof. Cross og hendes team bruger neurale afkodningsteknikker til at undersøge, i hvilket omfang menneskelige følelser overfor en robot ændrer sig afhængigt af, hvordan den opfører sig.

Raserianfald

Når robotterne brugt i projektet taber et spil, de veksler mellem at kaste raserianfald eller at virke modløs. "Indtil nu, folk synes faktisk, det er rigtig sjovt, når robotten bliver vred, " sagde hun. "Men folk reagerer ret stærkt på dem, og det er virkelig interessant at se."

At have robotter som kollegaer har vist sig at påvirke mennesker på komplekse måder. Forskere ved University of Washington fandt ud af, at når soldater brugte robotter til bombebortskaffelse, de udviklede følelsesmæssig tilknytning til dem og følte frustration, vrede eller tristhed, hvis deres robot blev ødelagt.

Prof. Cross siger, at fra et evolutionært perspektiv, dette giver ikke mening. "Vi bekymrer os om mennesker og måske dyr, der kan hjælpe os eller såre os, " sagde hun. "Men med maskiner er det lidt mere et mysterium, og at forstå, hvor langt vi kan skubbe det (for at udvikle sociale relationer med maskiner) er en virkelig, virkelig fascinerende spørgsmål."

Det er vigtigt at forstå disse dynamikker, da som hun påpeger, robotter arbejder allerede som ledsagere på plejehjem eller endda som vejledere i førskoleundervisning. Hjemmepleje og uddannelse er hovedområder inden for forskning i social robotteknologi, med FoU-indsats med fokus på demensramte voksne og små børn.

Ti timers regel

Typisk, undersøgelser af sådanne grupper observerer interaktioner over et relativt kort tidsrum. De overskrider sjældent, hvad prof. Cross beskriver som en ti-timers regel, ud over hvilke undersøgelsesdeltagere har tendens til at kede sig af deres robotlegetøj. Men hendes team ser på, hvordan følelser over for robotter udvikler sig over tid.

Som en del af projektet, forskerne sender en Cozmo-robot på størrelse med håndfladen hjem med studiedeltagere og instruerer dem i at interagere med den hver dag i en uge ved at spille spil eller introducere den til deres venner og kæledyr. Deltagernes hjerner afbildes i starten og slutningen af ​​denne periode for at spore ændringer.

"Hvis vi skal have robotter i vores hjemmemiljø, hvis de skal i vores skoler og undervise vores børn på tværs af uger, hvis ikke år, hvis de skal være folks sociale ledsagere, vi vil vide meget mere end blot, hvad der sker efter ti timers eksponering), " hun sagde.

"Vi vil gerne vide, hvordan folks sociale bånd og relationer til robotter ændrer sig på tværs af mange, mange timer mere."

Med sådanne teknologier til at blive en større del af vores fremtid, andre undersøgelser undersøger, hvordan hjernen reagerer på en anden slags robot – bærbare robotlemmer, der forstærker kroppen, giver ekstra evner.

Wearables kunne have sociale og sundhedsmæssige fordele. For eksempel, en tredje arm kunne hjælpe kirurger til at udføre procedurer mere sikkert i stedet for at stole på menneskelige assistenter, sætte folk i stand til at udføre deres huslige pligter meget hurtigere eller hjælpe bygningsarbejdere.

Men selvom de teknologiske muligheder udvikler sig hurtigt, Dr. Tamar Makin, neuroforsker ved University College London, Storbritannien, undersøger, hvad det ville tage for hjernen at acceptere og betjene et robot-vedhæng som en del af kroppen, gennem et femårigt projekt kaldet Embodied Tech.

Ekstra tommelfinger

For at forstå, hvordan hjernen håndterer en ekstra kropsdel, Dr. Makins team beder deltagerne om at bære en ekstra tommelfinger i en uge. Skabt af en designer ved navn Dani Clode, tommelfingeren styres af tryksensorer, der bæres på storetæerne.

Med den ekstra tommelfinger, den udvidede hånd har næsten to hænders muligheder, give folk ekstra kapacitet til at udføre handlinger. Spørgsmålet er, hvilken effekt det har på hjernen.

Undersøgelsen er stadig i gang, men foreløbige resultater indikerer, at tilstedeværelsen af ​​en ekstra tommelfinger ændrer hjernens indre kort over, hvordan den biologiske hånd ser ud. Scanninger viser, at hjernen repræsenterer fingrene som kollapser ind i hinanden, væk fra tommelfinger og pegefinger.

Dette afspejler, hvad der sker i sygdomme som dystoni, når repræsentationen af ​​fingre begynder at smelte sammen - f.eks. når musikere bruger deres fingre overdrevent – ​​og forårsager krampelignende smerter. Den samme effekt kan teoretisk forårsage smerte hos bæreren af ​​en ekstra tommelfinger.

"Et vigtigt foreløbigt budskab, vi har, er, at der er potentielle omkostninger, ikke kun fordele, at bruge augmentationsteknologi, " sagde Dr. Makin.

Hun mener, at det nye med menneskelig forstørrelse betyder, at der er masser af ubesvarede spørgsmål, men det er vigtigt at udforske udfordringerne ved bærbar robotteknologi for fuldt ud at realisere løfterne, såsom multitasking eller sikrere arbejdsforhold.

"Jeg føler, at vi har et ansvar for at få en meget bedre forståelse af, hvordan det at have god kontrol over en ekstra kropsdel ​​vil ændre repræsentationen af ​​de kropsdele, du allerede har."