- MOFU ist ein verformbarer, flauschiger Roboter, der zur Untersuchung der Lebenswahrnehmung entwickelt wurde.
- Der Roboter verwendet eine Jitterbug-Struktur, die es ihm ermöglicht, seine Gesamtform und -höhe zu verändern.
- Experimente zeigten, dass Expansions- und Kontraktionsbewegungen die Wahrnehmung der Lebendigkeit bei den Teilnehmern erhöhten.
- Die Forschungsergebnisse könnten für das Design von Robotern, die mit Menschen interagieren, von großer Bedeutung sein.
Ein japanisches Forschungsteam hat herausgefunden, dass ein verformbarer, flauschiger Roboter bei Menschen das Gefühl einer realistischeren Lebensähnlichkeit hervorrufen könnte. Die Tokyo Denki University und das Unternehmen SONY haben gemeinsam einen kugelförmigen mobilen Roboter namens MOFU (MOrphing Fluffy Unit) entwickelt, um zu untersuchen, wie die Veränderung des Gesamtvolumens die menschliche Wahrnehmung der "Lebendigkeit" des Roboters beeinflusst, also wie lebendig oder realistisch er erscheint. Laut einer in der Fachzeitschrift PLOS ONE veröffentlichten Studie könnte die Veränderung des Gesamtvolumens des Roboters eine alternative Möglichkeit für Roboter darstellen, zu kommunizieren und Ausdruck zu vermitteln, ohne sich auf Gesichtsausdrücke oder traditionelle Gelenkbewegungen zu verlassen.
MOFU verwendet einen geometrischen Mechanismus namens Jitterbug-Struktur, der durch die koordinierte Bewegung mehrerer Teile die Gesamtform des Roboters verändert. Die Höhe des Roboters kann durch einen linearen Mechanismus, der von einem einzigen Motor angetrieben wird, von etwa 210 Millimeter auf 280 Millimeter variiert werden, abhängig von der Expansion und Kontraktion. Darüber hinaus kann sich MOFU durch differentielle Doppelradantriebe bewegen, was ihm ermöglicht, geradeaus zu fahren oder zu rotieren. Die Forscher haben MOFU mit einem weichen, flauschigen Äußeren und einer abstrakten kugelförmigen Form entworfen, anstatt ihn einer bestimmten Tierart ähnlich zu machen.
Direktantriebsmotoren und andere geräuscharme Komponenten reduzieren auch die mechanischen Geräusche, während die eingebaute Batterie es dem Roboter ermöglicht, kabellos zu laufen. Das Design wurde teilweise von der Art und Weise inspiriert, wie biologische Organismen ihr Gesamtvolumen verändern, wie beispielsweise durch Atmung oder durch tierische Darbietungen, wie zum Beispiel wenn ein fliegender Fisch seinen Kehlsack aufbläht oder ein Pfau sein Rad schlägt.
Der Einfluss der Roboterbewegung auf die Wahrnehmung der Lebendigkeit
Das Forschungsteam wollte herausfinden, ob diese Bewegungen künstliche Roboter lebendiger erscheinen lassen könnten. Die Expansion und Kontraktion von MOFU erzeugt natürlich einige Rotation um seine vertikale Achse. Um die Auswirkungen jeder Bewegung zu isolieren, verwendeten die Forscher die Räder, um die Rotation auszugleichen und nur die Expansions- und Kontraktionsbewegungen zu erzeugen. Sie erstellten auch Bewegungen, die nur Rotation beinhalteten, um einen Vergleich zu haben. Anschließend führte das Team drei Online-Videoexperimente mit insgesamt 498 Teilnehmern durch, wobei unvollständige oder ungültige Antworten ausgeschlossen wurden. Die Teilnehmer sahen sich 20-sekündige Videos von MOFU an und bewerteten die Lebendigkeit des Roboters anhand von sechs Items der Aktivitätssubskala der japanischen Version des Godspeed Questionnaire Series, wobei jedes Item auf einer Fünf-Punkte-Skala bewertet wurde.
Im ersten Experiment erhöhten sowohl die Expansions- und Kontraktions- als auch die Rotationsbewegungen die Wahrnehmung der Lebendigkeit der Teilnehmer im Vergleich zu Situationen, in denen diese Bewegungen fehlten. Die Forscher fanden keinen signifikanten Unterschied zwischen den Bedingungen der Expansions- und Kontraktion und der reinen Rotation.
Das zweite Experiment untersuchte, ob die Verwendung von zwei Robotern die Wirkung verändern würde. Die Ergebnisse zeigten, dass es keinen signifikanten Unterschied in der Wahrnehmung der Lebendigkeit zwischen einem und zwei expandierenden und kontrahierenden MOFUs gab. In der Zwei-Roboter-Testbedingung erhielten die Bewegungsbedingungen jedoch im Allgemeinen höhere Lebendigkeitsbewertungen als die vollständig stillstehenden Roboter. Das dritte Experiment kombinierte die Expansion, Kontraktion und Rotation von MOFU mit Bewegung. Die Teilnehmer bewerteten die bewegten Roboter als lebendiger als die nur bewegten Roboter. Die Forscher weisen jedoch darauf hin, dass die Teilnehmerzahl in diesem Experiment geringer als geplant war und dass es in ausreichender Stichprobengröße wiederholt werden muss.
Zukünftige Forschungsrichtungen und Anwendungen
Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Veränderung des Gesamtvolumens des Roboters die menschliche Wahrnehmung seiner Lebendigkeit beeinflussen kann. Die Forscher sagen, dass zukünftige Experimente die Expansion und Kontraktion direkt mit anderen Formen der Roboterbewegung vergleichen sollten und untersuchen sollten, wie die Veränderung der Geschwindigkeit, Amplitude und des Timings der Bewegung die Wahrnehmung beeinflusst. Darüber hinaus gibt es einige Einschränkungen in der aktuellen Forschung. Da die Teilnehmer die Videos online ansahen, untersuchten die Forscher nicht, wie die Weichheit, der Klang oder die physische Präsenz von MOFU die menschliche Reaktion beeinflussen. Daher können zukünftige persönliche Studien erforschen, ob die Gesamtbewegung die Wahrnehmung der Lebendigkeit sowie Gefühle wie Komfort, Wärme, Unheimlichkeit und die Bereitschaft, sich zu nähern, beeinflusst.
Diese Fähigkeiten könnten schließlich für das Design von Robotern, die in engem Kontakt mit Menschen interagieren, wie in medizinischen und sozialen Wohlfahrtsumfeldern, von großer Bedeutung sein, die geräuschlos, ausdrucksstark und platzsparend sind.
Die Lehren von MOFU-Roboter über die Wahrnehmung der Lebendigkeit
Das Design von MOFU zeigt, wie die Veränderung des Gesamtvolumens des Roboters die menschliche Wahrnehmung seiner Lebendigkeit erhöhen kann. Diese Forschung untersucht nicht nur den Einfluss der Roboterbewegung auf die Wahrnehmung der Lebendigkeit, sondern bietet auch neue Ansätze für die Gestaltung von Mensch-Roboter-Interaktionsrobotern. Mit dem Fortschritt der Technologie könnten diese Roboter in Bereichen wie Medizin und Sozialfürsorge eine größere Rolle spielen und den Menschen natürlichere Interaktionserfahrungen bieten. Die Einschränkungen der Studie weisen auch auf die Notwendigkeit weiterer Experimente hin, insbesondere in Bezug auf den Einfluss von Faktoren wie physische Präsenz auf die Wahrnehmung.