Unidimensional Turing-Como Apretón de manos de prueba para el motor de Inteligencia

El objetivo general de este procedimiento es determinar qué tan estrechamente un modelo informático de un apretón de manos coincide con el apretón de manos humano. Esto se logra primero presentando a los sujetos pares de apretones de manos, ya sean generados por computadora, humanos o una combinación de ambos, mediante una interfaz tele-robótica. El segundo paso del procedimiento consiste en pedir a cada sujeto que elija, dentro de cada par, cuál de los dos apretones de manos es más parecido al humano.

El paso final del procedimiento consiste en calcular, a partir de las respuestas del sujeto, la calificación de semejanza humana, para el modelo de apretón de manos, la calificación de semejanza humana del modelo, o MHLG. En última instancia, se pueden obtener resultados que muestran una diferencia significativa entre diferentes modelos, MH Gs utilizando la prueba de apretón de manos tipo Turing. La prueba de Turing en realidad se limita a la inteligencia verbal, donde científicos e ingenieros observaron una gran brecha entre la inteligencia artificial y la natural en el aspecto del control motor del comportamiento motor.

Muchos científicos pensaron en esta versión motora del test de Turing, pero solo recientemente se han dejado de lado dispositivos robóticos accionables en laboratorios de investigación, facilitando así la implementación de un protocolo sencillo y reproducible para una prueba de saludo tipo handshake. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la interacción humano-robot, como por ejemplo cuáles son las características principales de los movimientos del brazo humano que proporcionan una experiencia táctil natural. Las implicaciones de esta técnica se extienden hasta nuestro diagnóstico de alteraciones motoras, tales como la parálisis cerebral.

El siguiente paso consiste en construir un dispositivo robótico de diagnóstico capaz de distinguir un apretón de manos humano saludable de uno alterado. La demostración visual de este método es fundamental, ya que el movimiento del apretón de manos a través del sistema tele-robótico no es natural y se requiere tiempo y práctica para aprender a manipular e interactuar con el robot. Siguiendo el concepto original de la prueba clásica de Turing, los experimentos de apretón de manos constan de tres entidades: un ser humano, una computadora y un interrogador.

El interrogador y el ser humano están sentados en la misma habitación, pero separados por una pantalla, de modo que el interrogador no puede ver si es la computadora o el ser humano quien genera el saludo de mano. Los saludos de mano no son directos, sino que se realizan mediante una interfaz mecánica tele robótica compuesta por dos robots Phantom de escritorio en el caso de un saludo de mano entre humanos, y por un robot Phantom y un software en el caso de un saludo de mano con la computadora. Cuando aparece la palabra saludo de mano en la pantalla de la computadora, el interrogador y el ser humano realizan inmediatamente movimientos de saludo de mano moviendo el estilete de la interfaz tele robótica en dirección vertical.

El trabajo del interrogador consiste en comparar dos apretones de manos y seleccionar cuál es más parecido al humano, presionando la tecla inicio o F1 para elegir el primer apretón de manos, o presionando la tecla fin o F2 para elegir el segundo apretón de manos. Los tres protocolos experimentales mostrados en este video difieren entre sí por la composición de los apretones de manos que se comparan. El primer protocolo es el protocolo del test de Turing puro, con opciones entre un apretón de manos humano y un apretón de manos generado por computadora.

El segundo protocolo incluye saludos de mano que son composiciones variables de fuerzas generadas por humanos y fuerzas generadas por computadora. El tercer protocolo incluye saludos de mano que son combinaciones variables de un saludo de mano generado por humanos y ruido, o únicamente fuerzas generadas por computadora. Durante el experimento, se crea automáticamente un archivo aleatorio cuando aparece el mensaje para introducir un nombre para el archivo aleatorio.

Si el archivo ya existe, el sistema utiliza el archivo existente. De lo contrario, el sistema genera automáticamente un nuevo archivo aleatorio con el nombre especificado. El archivo aleatorio define el orden en el que ocurren los diferentes saludos.

El protocolo puro comienza con 12 ensayos de práctica, cada uno compuesto por dos saludos de mano, en los que el ser humano y el interrogador se dan la mano 24 veces mediante el sistema tele robótico. El interrogador sabe que en esta etapa se está estrechando la mano con un ser humano. El propósito de estos ensayos de práctica es familiarizar a los participantes con la interfaz tele robótica.

Tras la ronda de práctica, se realiza un bloque de cuatro ensayos en cada ensayo. Un apretón de manos humano se compara con uno de cuatro apretones de manos generados por modelos informáticos en orden aleatorio, como se muestra en este ejemplo. Por ejemplo, en el primer ensayo del primer bloque, el interrogador estrecha la mano dos veces.

El primer saludo se genera mediante el ser humano y el segundo saludo lo genera la computadora utilizando las fuerzas dictadas por el modelo tres. A continuación, el interrogador selecciona entre el saludo número uno y el saludo número dos para decidir cuál saludo es más parecido al humano. Por ejemplo, si el interrogador selecciona el saludo número uno como más parecido al humano, entonces ha elegido el saludo humano.

Sin embargo, no se informa al interrogador si ha identificado correctamente el apretón de manos humano en el siguiente ensayo. El primer apretón de manos del interrogador es con el modelo generado por computadora dos, y el segundo apretón de manos es con el ser humano. El interrogador vuelve a seleccionar el apretón de manos más parecido al humano.

Se realizan dos ensayos más de manera similar. Para probar los dos modelos restantes, el modelo uno y el modelo cuatro frente al apretón de manos humano. Esto completa un bloque de ensayos.

El experimento consiste en 11 bloques de cuatro ensayos cada uno, con los cuatro apretones de mano modelo presentados en orden aleatorio en cada bloque. El bloque inicial es un bloque de práctica y el análisis se realiza con los 10 bloques restantes. Después de completar los 10 bloques del experimento, cada uno de los cuatro modelos de apretón de mano ha sido probado 10 veces frente a un apretón de mano humano.

Tras completar los 11 bloques experimentales, se calcula una calificación modelo de semejanza humana para cada uno de los cuatro modelos evaluados. El análisis se realiza calculando la proporción de apretones de manos en los que el sujeto indica que el apretón de manos del modelo es más parecido al humano que el apretón de manos humano. Por ejemplo, si el interrogador elige el apretón de manos del modelo en lugar del apretón de manos humano en dos de diez ocasiones, la proporción del modelo respecto al humano sería 0,2; multiplique esta proporción por dos para obtener la calificación modelo de semejanza humana.

Para cada modelo en el que la proporción sea de 0,2, la calificación de semejanza humana del modelo sería de 0,4. Si el modelo tres fue seleccionado como más parecido a un humano en cuatro de los 10 ensayos, entonces su proporción sería de 0,4 y su calificación de semejanza humana del modelo sería de 0,8. Si un modelo es indistinguible de un ser humano, su proporción calculada sería de 0,5 y la calificación de semejanza humana del modelo sería uno.

Si un modelo es claramente no humano, como su modelo, su grado de semejanza humana sería cero. El MHLG tiene un valor máximo de uno. En este protocolo, los apretones de manos generados difieren del modelo de parte humana, donde la combinación específica varía entre ensayos en una escala que va desde un apretón de manos puramente generado por computadora hasta un apretón de manos puramente humano.

Por lo tanto, este conjunto de experimentos se denomina prueba del modelo humano ponderado. El protocolo comienza con un bloque de práctica para ayudar al interrogador a aprender a reconocer un apretón de manos puramente humano y a familiarizarse con el aparato. Por ello, el bloque de práctica consta de 30 ensayos que comparan un apretón de manos puramente humano con uno generado por computadora.

Al final de cada prueba, el interrogador elige cuál de los dos apretones de manos fue más parecido al humano. Si el interrogador identifica correctamente el apretón de manos humano, la pantalla muestra correcto. Si el interrogador no elige el apretón de manos correcto, aparece un mensaje de incorrecto y el interrogador tiene la oportunidad de repetir la última prueba de práctica.

Después del bloque de práctica, el interrogador inicia una serie de ensayos para evaluar dos apretones de manos. Los dos apretones de manos son un apretón de manos estímulo y un apretón de manos de referencia, cada uno de los cuales es una combinación de fuerzas humanas y del modelo. En el apretón de manos de referencia, el apretón percibido por el interrogador es una mezcla equitativa de las fuerzas generadas por el ser humano y un modelo generado por computadora.

En otras palabras, mientras el participante humano realiza el movimiento de saludo de mano, ese apretón de manos solo representa el 50 % de la fuerza percibida por el interrogador, siendo el restante 50 % de la fuerza aportado por un modelo en el apretón de manos del estímulo; así, el apretón de manos sentido por el interrogador es una mezcla variable de las fuerzas generadas por el ser humano y por un modelo generado por computadora. En algunos de los apretones de manos del estímulo, la fracción aportada por el ser humano es mayor que la mitad, y por tanto mayor que en el apretón de manos de referencia. En otros apretones de manos del estímulo, la fracción aportada por el ser humano es menor que la mitad y, por tanto, menor que en el apretón de manos de referencia.

Al final de cada prueba, se pide al interrogador que elija el apretón de manos que pareció más humano. Este experimento compara tres modelos, dos modelos de prueba y un modelo base. Como en el protocolo puro, este protocolo comienza con un bloque no analizado seguido de 10 bloques experimentales.

Cada bloque experimental consta de 24 ensayos que comprenden cada una de las ocho combinaciones lineales de modelo y humano para cada una de las tres combinaciones de modelos. Tras completar los 10 bloques experimentales, se ajusta una función psicométrica logística a las respuestas del interrogador. Como se describe en el artículo adjunto, la curva resultante muestra la probabilidad del interrogador.

Para responder a eso, un saludo de estimulación es más similar al ser humano que el saludo de referencia. En función de alfa estimulación menos alfa referencia, el punto de igualdad subjetiva o PSE se extrae del nivel umbral de 0,5 en la curva psicométrica, que indica la diferencia entre alfa estimulación y alfa referencia para la cual los saludos se perciben como igualmente similares a los humanos según el modelo. El grado de similitud humana para el protocolo del modelo humano ponderado se calcula restando el PSE de 0,5; los modelos que se perciben como los menos o los más similares a humanos posibles producen valores de grado de similitud humana del modelo de cero o uno, respectivamente. El protocolo final compara un saludo del modelo con un saludo compuesto parcialmente por humano y parcialmente por ruido aleatorio.

En este protocolo, el saludo de estímulo es un saludo generado por ordenador basado en un modelo. El otro saludo, el saludo de referencia, es una fuerza generada a partir de diversas combinaciones del saludo humano y ruido blanco con una fuerza absoluta máxima de dos N, filtrada mediante un filtro Butterworth de paso bajo de orden cinco a una frecuencia máxima de dos sobre pi. Al final de cada ensayo, se solicita al interrogador que elija el saludo que le pareció más parecido al humano.

El protocolo tiene un diseño similar al del test anterior con el modelo humano ponderado. Tras una ronda de práctica y un bloque sin analizar, se realiza una serie de 10 bloques experimentales de la siguiente manera. La PSE se extrae de la curva psicométrica como antes y define el grado de semejanza humana del modelo para el protocolo con ruido añadido.

Esta figura muestra los resultados del protocolo puro y compara los apretones de manos humanos con dos tipos diferentes de apretones de manos modelo. Los dos puntos indican los valores calculados del grado de semejanza humana para dos modelos viscoelásticos denominados KB uno y KB dos. Los resultados demuestran que el modelo KB dos se percibe como más similar al humano que el modelo KB uno.

Esta figura muestra los resultados del protocolo humano del modelo ponderado, que comparó una proporción variable de saludos de modelo humano con una proporción fija 50-50 de saludos de modelo humano. Los marcadores negros representan las calificaciones de semejanza humana del modelo para los modelos de prueba, y los marcadores grises representan las del modelo base. Las barras de error representan las curvas psicométricas, intervalos de confianza.

Esta figura muestra los resultados del protocolo con ruido agregado, que compara un apretón de manos del modelo con un apretón de manos con una proporción variable de componentes humanos y de ruido. Los marcadores negros representan las calificaciones del modelo en cuanto a semejanza humana para los modelos, y los marcadores grises representan las del ruido. Las barras de error representan los intervalos de confianza de la curva psicométrica.

Estos resultados demuestran que el modelo viscoelástico KB dos es percibido como más humano que el modelo viscoelástico KB uno, utilizando los tres métodos de evaluación. Al llevar a cabo este procedimiento, es importante recordar interactuar adecuadamente con el dispositivo robótico y tratar de que la interacción sea lo más fluida posible siguiendo este procedimiento. Otros métodos, como pruebas de reconocimiento de apretones de manos en trastornos generalizados del desarrollo, pueden realizarse para responder preguntas adicionales, tales como: ¿cómo afectan los trastornos generalizados del desarrollo a la capacidad de distinguir gestos humanos de los no humanos? Ahora, tras su desarrollo, esta técnica puede allanar el camino para utilizar el apretón de manos como herramienta de reconocimiento.

Planteamos la hipótesis de que el propósito del apretón de manos es obtener información sobre la otra persona. Por lo tanto, la metodología que proponemos para desarrollar un apretón de manos similar al humano también puede facilitar el desarrollo de un sistema de clasificación de apretones de manos, el cual pueda extraer información sobre la otra persona a partir de su apretón de manos. Tras ver este video, se deberá comprender bien cómo realizar la prueba de apretón de manos tipo tour en una dimensión y cómo vamos a evaluar los modelos de apretón de manos presentados al primer torneo internacional de prueba de apretón de manos tipo tour.