У людей есть «седьмое чувство» дистанционного осязания, как у куликов, показывают исследования

Исследование, проведенное исследователями из Лондонского университета Королевы Марии и Университетского колледжа Лондона, показало, что у людей есть форма дистанционного прикосновения или способность ощущать объекты без прямого контакта, чувство, которое есть у некоторых животных.

Человеческое прикосновение обычно понимается как проксимальное ощущение, ограниченное тем, к чему мы физически прикасаемся. Однако недавние открытия в области сенсорных систем животных поставили под сомнение эту точку зрения. Некоторые кулики, такие как кулики и ржанки, используют своего рода «дистанционное касание», чтобы обнаружить добычу, спрятанную под песком. Дистанционное касание позволяет обнаруживать объекты, находящиеся под сыпучими материалами, с помощью тонких механических сигналов, передаваемых через среду, когда поблизости оказывается движущееся давление.

изучать на Международной конференции IEEE по развитию и обучению (МЦДЛ) исследовали, обладают ли люди схожими способностями. Участники осторожно водили пальцами по песку, чтобы найти спрятанный куб, прежде чем физически прикоснуться к нему. Примечательно, что результаты выявили способность, сравнимую с той, что наблюдается у куликов, несмотря на то, что у людей нет специализированных структур клюва, которые обеспечивают такое чувство у птиц.

Результаты показывают, что человеческие руки более чувствительны, чем ожидалось

Моделируя физические аспекты этого явления, исследование показало, что человеческие руки чрезвычайно чувствительны: они обнаруживают наличие закопанных объектов, воспринимая мельчайшие перемещения в окружающем их песке. Эта чувствительность приближается к теоретическому физическому порогу того, что можно обнаружить по механическим «отражениям» в зернистом материале, когда движение песка «отражается» от устойчивой поверхности (скрытого объекта).

Люди или роботы лучше справляются с дистанционным управлением?

Сравнивая работу человека с роботизированным тактильным датчиком, обученным с использованием алгоритма кратковременной памяти (LSTM), люди достигли впечатляющей точности 70,7% в ожидаемом обнаруживаемом диапазоне. Интересно, что робот в среднем мог обнаруживать объекты на немного более дальних расстояниях, но часто давал ложные срабатывания, обеспечивая лишь 40% общей точности.

Эти результаты подтверждают, что люди могут по-настоящему ощутить объект до физического контакта — удивительная способность чувствовать, которая обычно связана с объектами, вступающими в прямой контакт с нами. И люди, и роботы работали очень близко к максимальной чувствительности, предсказанной с помощью физических моделей и смещения.

Почему исследование важно?

Это исследование показывает, что люди могут обнаруживать объекты, зарытые в песке, еще до фактического контакта, что расширяет наше понимание того, насколько далеко может достигаться чувство осязания. Он предоставляет количественные доказательства наличия тактильных навыков, ранее не зарегистрированных у людей. Результаты также предлагают ценные ориентиры для улучшения вспомогательные технологии и роботизированное тактильное зондирование. Используя человеческое восприятие в качестве модели, инженеры могут разрабатывать роботизированные системы, которые объединяют естественную чувствительность к прикосновению для реальных приложений, таких как зондирование, раскопки или поисковые задачи, где зрение ограничено.

Каковы более широкие последствия?

Элизабетта Версаче, старший преподаватель психологии и руководитель лаборатории подготовленного разума в Лондонском университете королевы Марии, которая задумала эксперименты на людях, сказала: «Это первый случай, когда дистанционное прикосновение изучается на людях, и оно меняет наше представление о мире восприятия (то, что называется «рецептивным полем») у живых существ, включая людей».

Чжэнци Чен, доктор философии. Студент лаборатории продвинутой робототехники Лондонского университета королевы Марии сказал: «Это открытие открывает возможности для разработки инструментов и вспомогательных технологий, которые расширяют тактильное восприятие человека. Эти идеи могут помочь в разработке усовершенствованных роботов, способных выполнять деликатные операции».

«Например, обнаружение археологических артефактов без повреждений или исследование песчаных или зернистых территорий, таких как марсианская почва или дно океана. В более широком смысле, это исследование прокладывает путь для трогать-системы, которые делают скрытые или опасные исследования более безопасными, умными и эффективными».

Лоренцо Джамоне, доцент кафедры робототехники и искусственного интеллекта в Университетском колледже Лондона, сказал: «Что делает это исследование особенно интересным, так это то, как исследования на людях и роботах информировали друг друга. Эксперименты на людях определяли подход к обучению робота, а производительность робота открыла новые перспективы для интерпретации человеческих данных. Это отличный пример того, как психология, робототехника и искусственный интеллект могут объединиться, показывая, что междисциплинарное сотрудничество может стимулировать как фундаментальные открытия, так и технологические инновации».

Исследователи провели два исследования: первое — исследование на людях, оценивающее чувствительность кончиков пальцев к тактильным сигналам от закопанных предметов; второй – роботизированный эксперимент с использованием роботизированной руки, оснащенной тактильными функциями, и модели долгосрочной кратковременной памяти для обнаружения присутствия объекта.

Авторы: Чжэнци Чен, доктор философии. студентка Лаборатории продвинутой робототехники, доктор Лаура Круцианелли, преподаватель психологии, доктор Элизабетта Версаче, старший преподаватель психологии, все из Лондонского университета Королевы Марии, и Лоренцо Хамоне, доцент кафедры робототехники и искусственного интеллекта в Университетском колледже Лондона.