En dag, et fly kunne give dig flyvetimer

Køretøjer træffer flere beslutninger for mennesker, end vi måske er klar over – og det har de gjort i et stykke tid. Blot ni år efter, at Wright-brødrene med succes fløj det første fly i 1903, autopiloten blev opfundet. Fartpilot kom i 1948.

Men efterhånden som både fly- og vejrejser er vidne til introduktionen af ​​mere automatiserede funktioner og skifter mod meget autonome systemer, folk får brug for mere hjælp til at lære at bruge dem.

Et multi-institut team af forskere er for nylig blevet dannet for at udvikle algoritmer, der ville gøre det muligt for et system at genkende, når et menneske ikke ved, hvordan det skal bruge det, og derefter tilpasse sig den persons færdighedsniveau.

Forskerne mener, at disse systemer ikke kun ville træne brugerne hurtigere, men også øge sikkerheden.

"Vi beder allerede mennesker om at interagere med intelligente maskiner og autonome systemer hele tiden, men vi skal gøre det meget bedre, end vi gør i øjeblikket, " sagde Neera Jain, en assisterende professor i maskinteknik ved Purdue University.

Arbejdet, ledet af University of New Mexico og Purdue i samarbejde med University of Colorado og University of Texas i Austin, er en del af et tilskud på 5,5 millioner dollars tildelt af National Science Foundation Cyber-Physical Systems (CPS) program. Projektet har titlen "Cognitive Autonomy for Human CPS:Turning Novices into Experts."

Purdue-holdet vil udføre eksperimenter med, hvordan mennesker interagerer med komplekse maskiner, såsom fly, droner og selvkørende biler. For at undersøge, hvor meget deltagerne stoler på disse systemer, holdet vil indsamle data om ændringer i puls, blodtryk, øjenbevægelser og andre målinger gennem psykofysiologiske sensorer. Jain og Tahira Reid, en Purdue lektor i maskinteknik, udviklede modeller i 2018, der bruger disse målinger til at hjælpe et system med at vurdere et menneskes tillidsniveau.

Deltageres præstationer vil blive studeret, mens de interagerer med avancerede køresimuleringer i laboratoriet hos Brandon Pitts, en Purdue assisterende professor i industriteknik, og virtuelle eller augmented reality-miljøer, såsom en 20, 000-kvadratfods ubemandede luftsystemers forsknings- og testanlæg i Purdue er planlagt til færdiggørelse i foråret.

"Forestil dig et autopilotsystem, der kan identificere dit erfaringsniveau og derefter gradvist give afkald på kontrollen, efterhånden som du forbedrer dig. Det kan betydeligt reducere den tid, det tager at træne en pilot, " sagde Inseok Hwang, en professor i luftfart og astronautik og hovedefterforsker for Purdue på dette projekt. Hwangs laboratorium vil udføre forskning i menneskelig interaktion med droner og andre fly.

University of New Mexico forskere, ledet af Meeko Oishi, en professor i elektro- og computerteknik og projektets hovedefterforsker, vil bruge data fra disse eksperimenter til at komme med teorier om, hvordan mennesker bedst lærer, mens de bruger disse maskiner. Samarbejdet som helhed vil udvikle algoritmer og teste dem til oversættelse til software, der gør det muligt for maskiner at forstå, forudsige og tilpasse sig menneskelig adfærd.

Projektet har også til formål at udvide deltagelsen i ingeniørvidenskab og databehandling gennem forsknings- og mentormuligheder for både underrepræsenterede og undertjente samfund. Et nyt program ved University of New Mexico, kaldet Summer Intensive Research Institute, vil målrette mod underrepræsenterede bachelorstuderende og give dem mulighed for at deltage i forskningsprojekter i cyberfysiske systemer på hvert af de fire samarbejdende universiteter. Programmet vil engagere studerende i faglige udviklingsaktiviteter for at forberede dem til karrierer i cyberfysiske systemer.

Antropologiforsker Tryphenia Peele-Eady, direktøren for University of New Mexicos College of Education Multicultural Education Center, vil styre og analysere programmets effektivitet.

Teamet håber, at arbejdet ikke kun vil vokse feltet ved at udvikle maskiner, der er lydhøre over for menneskelig adfærd, men også informere om måder at forhindre igangværende faldgruber om, hvordan mennesker bruger autonome systemer.

"Der er tre ting, som feltet grundlæggende ønsker at undgå i menneske-maskine interaktion - misbrug, misbrug og misbrug af teknologien. Vi designer nye algoritmer for at gøre fremskridt i retning af at overvinde hver af disse barrierer, " sagde Jain.