Un test de Turing-dimensionnelle Poignée de main comme pour le moteur de renseignement

L'objectif général de cette procédure est de déterminer dans quelle mesure un modèle informatique de poignée de main correspond à une poignée de main humaine. Cela est réalisé en présentant d'abord aux sujets des paires de poignées de main, soit entièrement humaines, soit générées par ordinateur, soit une combinaison des deux à l'aide d'une interface télé-robotisée. La deuxième étape de la procédure consiste à demander à chaque sujet de choisir, au sein de chaque paire, quelle poignée de main semble la plus humaine.

La dernière étape de la procédure consiste à calculer, à partir des réponses du sujet, le degré de ressemblance humaine, pour le modèle de poignée de main, le degré de ressemblance humaine du modèle, ou MHLG. En fin de compte, des résultats peuvent être obtenus qui montrent une distinction significative entre différents modèles, MH Gs, à l’aide du test de poignée de main de type Turing. Le test de Turing est en réalité limité à l’intelligence verbale, alors que les scientifiques et ingénieurs ont observé un grand écart entre l’intelligence artificielle et naturelle dans l’aspect du contrôle moteur du comportement moteur.

De nombreux scientifiques ont réfléchi à cette version motorisée du test de Turing, mais ce n'est que récemment que des dispositifs robotiques autonomes et pilotables ont été adoptés dans les laboratoires de recherche, facilitant ainsi la mise en œuvre d'un protocole simple et reproductible pour un test de poignée de main similaire au test de Turing. Cette méthode peut aider à répondre à des questions essentielles dans le domaine de l'interaction homme-robot, telles que quelles sont les caractéristiques clés des mouvements du bras humain qui procurent une sensation naturelle de contact humain. Les implications de cette technique s'étendent à notre diagnostic des troubles moteurs tels que la paralysie cérébrale.

L'étape suivante consiste à concevoir un dispositif robotique de diagnostic capable de distinguer une poignée de main humaine saine d'une poignée de main altérée. Une démonstration visuelle de cette méthode est essentielle, car le mouvement de poignée de main à travers le système télé-robotisé n'est pas naturel et nécessite du temps et de la pratique pour apprendre à manipuler le robot et interagir avec lui. Suivant le concept original du test de Turing classique, les expériences de poignée de main impliquent trois entités : un humain, un ordinateur et un interrogateur.

L'interrogateur et l'humain sont assis dans la même pièce mais séparés par un écran, de sorte que l'interrogateur ne peut pas voir si c'est l'ordinateur ou l'humain qui génère la poignée de main. Les poignées de main ne sont pas directes, mais sont réalisées grâce à une interface télé-robotique mécanique composée de deux robots Phantom Desktop dans le cas d'une poignée de main humaine, et d'un robot Phantom et d'un logiciel dans le cas d'une poignée de main informatique. Lorsque le mot « poignée de main » apparaît à l'écran, l'interrogateur et l'humain effectuent immédiatement des mouvements de poignée de main en déplaçant le stylet de l'interface télé-robotique dans la direction verticale.

Le rôle de l'interrogateur consiste à comparer deux poignées de main et à sélectionner celle qui semble le plus humaine en appuyant sur la touche Accueil ou F1 pour choisir la première poignée de main, ou sur la touche Fin ou F2 pour choisir la seconde. Les trois protocoles expérimentaux présentés dans cette vidéo diffèrent par la composition des poignées de main comparées. Le premier protocole correspond au test de Turing pur, opposant une poignée de main humaine à une poignée de main générée par ordinateur.

Le deuxième protocole comprend des poignées de main constituées de forces générées par l'homme et par ordinateur en proportions variables. Le troisième protocole comprend des poignées de main combinant de manière variable une poignée de main générée par l'homme et du bruit, ou uniquement des forces générées par ordinateur. Pendant l'expérience, un fichier aléatoire est créé automatiquement à l'invite « entrez un nom pour le fichier aléatoire ».

Si le fichier existe déjà, le système utilise le fichier existant. Sinon, le système génère automatiquement un nouveau fichier aléatoire portant le nom spécifié. Ce fichier aléatoire définit l'ordre dans lequel se produisent les différents échanges de salutations.

Le protocole pur commence par 12 essais d'entraînement comportant chacun deux poignées de main, au cours desquels l'humain et l'interrogateur se serrent la main 24 fois à l'aide du système télé-robotisé. L'interrogateur sait qu'à cette étape, il échange des poignées de main avec un humain. L'objectif de ces essais d'entraînement est de familiariser les participants avec l'interface télé-robotisée.

Après le tour d'essai, un bloc de quatre essais est réalisé à chaque essai. Une poignée de main humaine est comparée à l'une des quatre poignées de main générées par modèle informatique, dans un ordre aléatoire comme indiqué dans cet exemple. Par exemple, lors du premier essai du premier bloc, l'interrogateur serre la main deux fois.

La première poignée de main est générée par l'humain et la seconde poignée de main est générée par l'ordinateur à l'aide des forces dictées par le modèle trois. L'interrogateur choisit ensuite entre la poignée de main numéro un et la poignée de main numéro deux afin de déterminer laquelle est la plus humaine. Par exemple, si l'interrogateur sélectionne la poignée de main numéro un comme étant la plus humaine, il a alors choisi la poignée de main humaine.

Cependant, l'interrogateur n'est pas informé s'il a correctement identifié la poignée de main humaine lors du prochain essai. La première poignée de main de l'interrogateur s'effectue avec le modèle généré par ordinateur numéro deux, et la seconde avec l'humain. L'interrogateur choisit à nouveau la poignée de main la plus humaine.

Deux autres essais sont réalisés de manière similaire. Pour tester les deux modèles restants, le modèle un et le modèle quatre sont comparés à la poignée de main humaine. Ceci achève un bloc d'essais.

L'expérience comprend 11 blocs de quatre essais chacun, les quatre poignées de main modèles étant présentées dans un ordre aléatoire dans chaque bloc. Le bloc initial est un bloc d'entraînement et l'analyse est effectuée sur les 10 blocs restants. Après avoir complété les 10 blocs de l'expérience, chacun des quatre modèles de poignée de main a été testé 10 fois contre une poignée de main humaine.

Après la réalisation des 11 blocs expérimentaux, un indice de ressemblance humaine est calculé pour chacun des quatre modèles testés. L'analyse consiste à déterminer la proportion de poignées de main dans lesquelles le sujet juge que la poignée de main du modèle est plus humaine que celle d’un humain. Par exemple, si l'interrogateur choisit la poignée de main du modèle plutôt que celle de l'humain dans deux cas sur dix, la proportion modèle/humain sera de 0,2 ; cette proportion est ensuite multipliée par deux afin d'obtenir l'indice de ressemblance humaine du modèle.

Pour chaque modèle où la proportion est de 0,2, le degré de ressemblance humaine du modèle serait de 0,4. Si le modèle trois était choisi comme étant plus humain dans quatre des dix essais, sa proportion serait de 0,4 et son degré de ressemblance humaine du modèle serait de 0,8. Si un modèle est indiscernable d’un humain, sa proportion calculée serait de 0,5 et le degré de ressemblance humaine du modèle serait de 1.

Si un modèle est clairement non humain, comme son modèle, le degré de ressemblance humaine serait nul. Le MHLG est plafonné à un. Dans ce protocole, les poignées de main générées s'échelonnent selon une partie humaine du modèle, où la combinaison spécifique varie d'un essai à l'autre sur une échelle allant de la poignée de main entièrement générée par ordinateur à la poignée de main entièrement humaine.

Par conséquent, cet ensemble d'expériences est appelé le test du modèle humain pondéré. Le protocole débute par un bloc d'entraînement permettant à l'interrogateur d'apprendre à reconnaître une poignée de main purement humaine et de se familiariser avec l'appareil. Ainsi, le bloc d'entraînement comprend 30 essais comparant une poignée de main purement humaine à une poignée de main générée par ordinateur.

À la fin de chaque essai, l'interrogateur choisit la poignée de main qui lui a semblé la plus humaine parmi les deux. Si l'interrogateur identifie correctement la poignée de main humaine, l'écran affiche « correct ». Si l'interrogateur ne choisit pas la bonne poignée de main, un message d'erreur apparaît et il peut répéter le dernier essai d'entraînement.

Après le bloc d'entraînement, l'interrogateur commence une série d'essais afin d'évaluer deux poignées de main. Ces deux poignées de main sont une poignée de main stimulus et une poignée de main de référence, chacune correspondant à une combinaison de forces humaines et modélisées. Dans la poignée de main de référence, la sensation ressentie par l'interrogateur correspond à un mélange équilibré des forces produites par l'humain et par un modèle généré par ordinateur.

En d'autres termes, tandis que le participant humain effectue un mouvement de poignée de main, cette poignée de main ne représente que 50 % de la force perçue par l'interrogateur, l'autre moitié de la force provenant d'un modèle informatique dans la poignée de main stimulus ; la poignée de main ressentie par l'interrogateur est donc un mélange variable des forces générées par l'humain et par un modèle informatique. Dans certaines poignées de main stimulus, la fraction fournie par l'humain est supérieure à la moitié, et donc supérieure à celle de la poignée de main de référence. Dans d'autres poignées de main stimulus, la fraction fournie par l'humain est inférieure à la moitié, et donc inférieure à celle de la poignée de main de référence.

À la fin de chaque essai, l'interrogateur doit choisir la poignée de main qui lui a semblé la plus humaine. Cette expérience compare trois modèles : deux modèles test et un modèle de base. Comme dans le protocole pur, ce protocole commence par un bloc non analysé, suivi de 10 blocs expérimentaux.

Chaque bloc expérimental comprend 24 essais, représentant chacune des huit combinaisons linéaires du modèle et de l'humain pour chacune des trois combinaisons de modèles. Une fois les 10 blocs expérimentaux terminés, une fonction psychométrique logistique est ajustée aux réponses de l'interrogateur. Comme décrit dans l'article accompagnant, la courbe obtenue affiche la probabilité de réponse de l'interrogateur.

Pour y répondre, un serrage de main de stimulus est perçu comme plus humain que le serrage de main de référence. En fonction de la différence entre l'alpha du stimulus et l'alpha de référence, le point de parité subjective (PSE) est extrait du seuil de 0,5 sur la courbe psychométrique, indiquant la différence entre l'alpha du stimulus et l'alpha de référence pour laquelle les serrages de main sont perçus comme également humains selon le modèle. Le degré de ressemblance humaine pour le protocole du modèle humain pondéré est calculé en soustrayant le PSE de 0,5 : les modèles perçus comme le moins ou le plus humain possible donnent respectivement des valeurs de degré de ressemblance humaine égales à zéro ou à un. Le protocole final compare un serrage de main modèle à un serrage de main composé d'une part humaine et d'une part de bruit aléatoire.

Dans ce protocole, la poignée de main stimulus est une poignée de main générée par ordinateur et basée sur un modèle. L'autre poignée de main, la poignée de main de référence, est une force produite à partir de diverses combinaisons de poignée de main humaine et de bruit blanc, avec une force absolue maximale de deux N, filtrée à l'aide d'un filtre passe-bas de Butterworth d'ordre cinq à une fréquence maximale de deux sur pi. À la fin de chaque essai, l'interrogateur doit choisir la poignée de main qui lui a semblé la plus humaine.

Le protocole présente une conception similaire à celle du test précédent utilisant le modèle humain pondéré. Après un tour d'essai et un bloc non analysé, une série de 10 blocs expérimentaux est réalisée comme suit. Le SEV est extrait de la courbe psychométrique comme précédemment et définit le degré de ressemblance humaine du modèle pour le protocole avec ajout de bruit.

Cette figure présente les résultats du protocole pur et compare des poignées de main humaines à deux poignées de main modèles différentes. Les deux points indiquent les valeurs calculées des notes de ressemblance humaine pour deux modèles viscoélastiques nommés KB un et KB deux. Les résultats montrent que le modèle KB deux est perçu comme plus humain que le modèle KB un.

Cette figure présente les résultats du protocole humain du modèle pondéré, qui compare un ratio variable de poignées de main du modèle humain à un ratio fixe de 50/50 de poignées de main du modèle humain. Les marqueurs noirs représentent les notes de ressemblance humaine du modèle pour les modèles testés, et les marqueurs gris représentent celles du modèle de référence. Les barres d'erreur représentent les courbes psychométriques et les intervalles de confiance.

Cette figure présente les résultats du protocole avec bruit ajouté, qui compare une poignée de main modélisée à une poignée de main comportant un rapport variable entre composantes humaines et composantes de bruit. Les marqueurs noirs représentent les notes de ressemblance humaine des modèles, et les marqueurs gris représentent celles du bruit. Les barres d'erreur indiquent les intervalles de confiance de la courbe psychométrique.

Ces résultats démontrent que le modèle viscoélastique KB deux est perçu comme plus humain que le modèle viscoélastique KB un, selon les trois méthodes d'évaluation. Lors de la mise en œuvre de cette procédure, il est important de bien interagir avec le dispositif robotique et de s'efforcer de rendre l'interaction aussi fluide que possible. En suivant cette procédure, d'autres méthodes, telles que des tests ou la reconnaissance des poignées de main chez les personnes atteintes de troubles envahissants du développement, peuvent être réalisées afin de répondre à des questions supplémentaires, comme : comment les troubles envahissants du développement affectent-ils la capacité à distinguer les gestes humains des gestes non humains ? Désormais, après son développement, cette technique pourrait ouvrir la voie à l'utilisation de la poignée de main comme outil de reconnaissance.

Nous émettons l'hypothèse que le but de la poignée de main est d'obtenir des informations sur l'autre personne. Par conséquent, la méthodologie que nous proposons pour développer une poignée de main semblable à celle d'un humain peut également faciliter l'élaboration d'un système de classification des poignées de main, capable d'extraire des informations sur l'autre personne à partir de sa poignée de main. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment réaliser le test de poignée de main de type « tour » en une dimension, ainsi que la manière dont nous allons évaluer les modèles de poignée de main soumis au premier tournoi international du test de poignée de main de type « tour ».