马语者如何帮助工程师构建更好的机器人

近 10，000 年来，人类和马一直享有牢固的工作关系——这种伙伴关系改变了食物的生产方式、人们的运输方式，甚至改变了战争的打赢方式。今天，我们期待马匹作为陪伴、娱乐，并在比赛、盛装舞步和表演等竞技活动中作为队友。

人与马之间的这些古老互动能否教会我们一些关于制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。

“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，”UF的Herbert Wertheim工程学院计算机和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，我们以前在马身上做过这件事。这种关系已经存在了数千年，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，在佛罗里达州盖恩斯维尔的UF马教学单位进行了一年的实地工作，观察马与人类之间的特殊相互作用。她今天将在德国汉堡举行的ACM计算系统中人为因素会议上展示她的发现。

就像几千年前的马一样，机器人正在作为同伴和队友进入我们的生活和工作场所。它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，与人类工人合作，有时甚至被称为协作机器人。

作为UF运输研究所的成员，Jain领导了人为因素小组，该小组研究人类应该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，并监控驾驶员的疲劳和注意力迹象，”Jain说。“然而，这匹马长期以来一直拥有这些能力。我想，为什么不从我们与马匹的运输合作中学习，以帮助解决人类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，以帮助塑造我们的机器人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马科学学院的同事是第一个将工程和机器人研究人员与马专家和训练师聚集在一起，对动物进行实地研究的人。

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UF马匹行为和管理计划的Joel McQuagge，他负责监督UF马教学部门。他没有想过马和机器人之间的这种联系。但McQuagge为Jain提供了完全的访问权限，她花了几个月的时间观察课程。她采访并观察了马匹专家，包括纯种驯马师和忠诚的马主。佛罗里达大学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。

对Jain笔记的主题分析得出了可以被人机交互研究人员和设计师应用的发现和设计指南。

“有些发现是具体的，易于可视化，而另一些则更抽象，”她说。“例如，我们了解到一匹马用身体说话。你可以看到它的耳朵指向某物引起它注意的地方。我们可以在机器人中构建类似类型的非语言表达，比如当有人敲门时耳朵，或者当街道那边有行人时，车里有视觉的东西。

一个更抽象和突破性的发现是尊重的概念。当驯马师第一次与马一起工作时，他会寻找马对其人类伴侣的尊重迹象。

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

Jain来自新德里，她说她和机器人一起长大，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老师，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，在她长达一年的人与马关系的研究中，她学会了如何骑马，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。“不过，做事是无可替代的。我必须亲身感受马与人类的伙伴关系是如何运作的。从我第一次骑上马开始，我就爱上了他们。