Comment un chuchoteur de chevaux peut aider les ingénieurs à construire de meilleurs robots

Ces interactions séculaires entre les humains et leurs chevaux peuvent-elles nous apprendre quelque chose sur la construction de robots destinés à améliorer nos vies ? Les chercheurs de l’Université de Floride disent oui.

“Il n’y a pas de principes directeurs fondamentaux sur la façon de construire une relation de travail efficace entre les robots et les humains”, a déclaré Eakta Jain, professeur agrégé d’informatique et de sciences de l’information et d’ingénierie au Herbert Wertheim College of Engineering de l’UF. “Alors que nous travaillons pour améliorer la façon dont les humains interagissent avec les véhicules autonomes et d’autres formes d’IA, il m’est venu à l’esprit que nous l’avions déjà fait avec des chevaux. Cette relation existe depuis des millénaires mais n’a jamais été exploitée pour fournir des informations sur l’interaction homme-robot. .”

Jain, qui a fait son doctorat à l’Institut de robotique de l’Université Carnegie Mellon, a mené une année de travail sur le terrain en observant les interactions particulières entre les chevaux et les humains à l’UF Horse Teaching Unit à Gainesville, en Floride. Elle présentera ses conclusions aujourd’hui à la conférence ACM sur les facteurs humains dans les systèmes informatiques à Hambourg, en Allemagne.

Comme les chevaux l’ont fait des milliers d’années auparavant, les robots entrent dans nos vies et nos lieux de travail en tant que compagnons et coéquipiers. Ils passent l’aspirateur sur nos sols, aident à éduquer et à divertir nos enfants, et des études montrent que les robots sociaux peuvent être des outils thérapeutiques efficaces pour aider à améliorer la santé mentale et physique. De plus en plus, les robots se trouvent dans les usines et les entrepôts, travaillant en collaboration avec des travailleurs humains et parfois même appelés co-bots.

En tant que membre de l’UF Transportation Institute, Jain dirigeait le sous-groupe du facteur humain qui examine comment les humains devraient interagir avec les véhicules autonomes, ou AV.

“Pour la première fois, les voitures et les camions peuvent observer les véhicules à proximité et se tenir à une distance appropriée d’eux, ainsi que surveiller le conducteur pour détecter des signes de fatigue et d’attention”, a déclaré Jain. “Cependant, le cheval a ces capacités depuis longtemps. J’ai pensé pourquoi ne pas apprendre de notre partenariat avec les chevaux pour le transport pour aider à résoudre le problème de l’interaction naturelle entre les humains et les véhicules audiovisuels.”

Examiner notre histoire avec les animaux pour aider à façonner notre avenir avec des robots n’est pas un nouveau concept, bien que la plupart des études aient été inspirées par la relation que les humains entretiennent avec les chiens. Jain et ses collègues du College of Engineering et de l’UF Equine Sciences sont les premiers à réunir des chercheurs en ingénierie et en robotique avec des experts et des entraîneurs de chevaux pour mener des études sur le terrain avec les animaux.

La collaboration multidisciplinaire impliquait une expertise en ingénierie, en sciences animales et en méthodologies de recherche qualitative, a expliqué Jain. Elle a d’abord contacté Joel McQuagge, du programme de gestion et de comportement équin de l’UF, qui supervise l’unité d’enseignement des chevaux de l’UF. Il n’avait pas pensé à cette connexion entre les chevaux et les robots, mais il a fourni à Jain un accès complet, et elle a passé des mois à observer les cours. Elle a interviewé et observé des experts des chevaux, y compris des entraîneurs de pur-sang et des propriétaires de chevaux dévoués. Christina Gardner-McCune, professeure agrégée au département d’informatique et de sciences et ingénierie de l’information de l’UF, a apporté son expertise en analyse de données qualitatives.

Les données recueillies par le biais d’observations et d’analyses thématiques ont abouti à des résultats qui peuvent être appliqués par les chercheurs en interaction homme-robot et les concepteurs de robots.

“Certains des résultats sont concrets et faciles à visualiser, tandis que d’autres sont plus abstraits”, dit-elle. “Par exemple, nous avons appris qu’un cheval parle avec son corps. Vous pouvez voir ses oreilles pointer vers l’endroit où quelque chose a attiré son attention. Nous pourrions intégrer des types similaires d’expressions non verbales dans nos robots, comme des oreilles qui pointent quand on frappe la portière ou quelque chose de visuel dans la voiture quand il y a un piéton de ce côté de la rue.”

Une découverte plus abstraite et révolutionnaire est la notion de respect. Lorsqu’un entraîneur travaille pour la première fois avec un cheval, il recherche des signes de respect de la part du cheval pour son partenaire humain.

“Nous ne pensons généralement pas au respect dans le contexte des interactions homme-robot”, déclare Jain. « Comment un robot peut-il vous montrer qu’il vous respecte ? Pouvons-nous concevoir des comportements similaires à ceux que le cheval utilise ? Cela rendra-t-il l’humain plus disposé à travailler avec le robot ?

Jain, originaire de New Delhi, dit qu’elle a grandi avec des robots comme les gens grandissent avec des animaux. Son père est un ingénieur qui fabriquait des robots éducatifs et industriels, et sa mère était professeur d’informatique et dirigeait le club de robotique de son école.

“Les robots ont fait l’objet de nombreuses conversations à table”, dit-elle, “j’ai donc été exposée très tôt aux interactions homme-robot.”

Cependant, au cours de son étude d’un an sur la relation homme-cheval, elle a appris à monter à cheval et dit qu’elle espère un jour posséder un cheval.

“Au début, je pensais que je pouvais apprendre en observant et en parlant aux gens”, dit-elle. “Il n’y a pas de substitut à l’action, cependant. J’ai dû ressentir par moi-même comment fonctionne le partenariat cheval-humain. Dès la première fois que je suis monté sur un cheval, je suis tombé amoureux d’eux.”