Robots que aprenden a entender a los humanos

Las interfaces cerebro-máquina no solo se utilizan para medir las señales del cerebro, sino que también  se usan para derivar comandos de control a computadoras, máquinas o robots. El Centro Alemán de Investigación para la Inteligencia Artificial (DFKI) es uno de los pioneros en el uso multimodal móvil de datos de EEG para la interacción con sistemas robóticos.

El proyecto de investigación EXPECT (Exploring the Potential of Pervasive Embedded Brain Reading in Human Robot Collaborations) investiga en qué medida el EEG contribuye a una interacción flexible entre el hombre y la máquina, sensible al contexto. En el proyecto trabajan expertos de los campos de la interacción multimodal, la lectura cerebral incorporada y el aprendizaje interactivo de la máquina.

En el proyecto, el cual fue iniciado el pasado 20 de julio de 2020 mediante un evento virtual, los departamentos de investigación del Centro de Innovación en Robótica y de Asistentes Cognitivos están desarrollando una plataforma adaptable y de auto-aprendizaje que permite varios tipos de interacción activa y que a su vez, es capaz de derivar la intención humana a partir de los gestos, el habla, los movimientos oculares y la actividad cerebral.

El Profesor Dr. Antonio Krüger, Jefe de Asistentes Cognitivos, líder del proyecto y CEO del DFKI, afirmó: “En el proyecto EXPECT, el DFKI está agrupando las competencias y la experiencia de los campos de los asistentes cognitivos y la robótica. De esta manera, estamos creando una piedra angular para futuros proyectos orientados a la aplicación basados en la investigación de la integración de datos de EEG en interfaces híbridas cerebro-computadora“.

El DFKI es uno de los centros pioneros en el uso multimodal móvil de datos de EEG para la interacción con sistemas robóticos. “En el futuro, los sistemas de Inteligencia Artificial apoyarán a los humanos como asistentes personales. Para poder llevar a cabo esta tarea, es obligatorio que comprendan al ser humano y le proporcionen un apoyo sensible al contexto. Los datos del cerebro abren la posibilidad de dar al robot una mejor comprensión directa de las intenciones humanas. Un campo de aplicación importante es, por ejemplo, la rehabilitación después de una apoplejía“, comenta la Dra. Elsa Kirchner, directora de proyecto del Centro de Innovación de Robótica.

Uno de los mayores retos de la colaboración entre humanos y robots (HRC) es la interacción natural. En el ámbito de la interacción entre el hombre y la computadora (HCI), la palabra “natural” no describe la interfaz de la interacción en sí, sino el proceso de aprendizaje por parte del usuario de los diversos principios de interacción de la interfaz. Este proceso de aprendizaje debe ser lo más fácil posible para el usuario, sobre la base de los principios de interacción (natural) conocidos, como los comandos de voz y los gestos entre otros.

Este tipo de interacción es de gran importancia en el campo de la colaboración entre humanos y robots. Permite que la colaboración sea lo más eficiente posible y ayuda a reducir el miedo del colaborador humano al contacto y la desconfianza general hacia los sistemas robóticos en el trabajo diario. Así pues, EXPECT tiene una influencia positiva directa en la creciente colaboración entre humanos y robots en el mundo laboral.

Para que todo esto sea posible, el proyecto desarrolla métodos para la identificación automatizada y el análisis conjunto de datos multimodales humanos y los evalúa en escenarios de prueba. Los experimentos sistemáticos también sirven para investigar la cuestión de cuán fundamentalmente importantes son los datos del cerebro para predecir las intenciones en los humanos.

En el proyecto EXPECT, estamos investigando hasta qué punto se pueden encontrar correlaciones entre las diferentes modalidades en la actividad cerebral para que la interacción hombre-robot sea más intuitiva y natural. Por una parte, queremos diseñar conceptos de interacción basados puramente en la interfaz cerebro-computadora y, por otra parte, queremos crear conceptos multimodales para proporcionar las mejores posibilidades de interacción en cada situación“, afirma Maurice Rekrut, director de proyecto del departamento de investigación Asistentes cognitivos.

Las tecnologías que se desarrollarán en EXPECT pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo, en los viajes espaciales y la exploración extraterrestre, la rehabilitación y la asistencia con ayuda de robots, así como también en la Industria 4.0 y la robótica colaborativa en el sector industrial.