可解释的人工智能的最新发展有望改变人类机器人互动的潜力:机器人决策的解释可能会影响用户的看法,证明其可靠性并提高信任。但是,尚未对解释其决定的机器人看法的影响进行彻底研究。为了分析可解释的机器人的效果,我们进行了一项研究,其中两个模拟机器人可以玩竞争性棋盘游戏。当一个机器人解释其动作时,另一个机器人只宣布它们。提供有关其行为的解释不足以改变机器人的感知能力,智力,可爱性或安全等级。但是,结果表明,解释其动作的机器人被认为是更活泼和人类的。这项研究证明了对可解释的人类机器人相互作用的必要性和潜力,以及对其效应作为新的研究方向的更广泛评估。
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最后,这项工作将包括对解释的上下文形式的调查。在这项研究中,我们将包括一个时间障碍的方案,其中将测试不同水平的理解水平,以使我们能够评估合适且可理解的解释。为此,我们提出了不同的理解水平(lou)。用户研究将旨在比较不同的LOU在不同的互动环境中。将研究同时医院环境的用户研究。
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机器学习的最新进展导致人们对可解释的AI(XAI)的兴趣越来越大,使人类能够深入了解机器学习模型的决策。尽管最近有这种兴趣,但XAI技术的实用性尚未在人机组合中得到特征。重要的是,XAI提供了增强团队情境意识(SA)和共享心理模型发展的希望,这是有效的人机团队的关键特征。快速开发这种心理模型在临时人机团队中尤其重要,因为代理商对他人的决策策略没有先验知识。在本文中,我们提出了两个新颖的人类受试者实验,以量化在人机组合场景中部署XAI技术的好处。首先,我们证明XAI技术可以支持SA($ P <0.05)$。其次,我们研究了通过协作AI政策抽象诱导的不同SA级别如何影响临时人机组合绩效。重要的是,我们发现XAI的好处不是普遍的,因为对人机团队的组成有很大的依赖。新手受益于XAI提供增加的SA($ P <0.05 $),但容易受到认知开销的影响($ P <0.05 $)。另一方面,专家性能随着基于XAI的支持($ p <0.05 $)而降低,这表明关注XAI的成本超过了从提供的其他信息中获得的收益以增强SA所获得的收益。我们的结果表明,研究人员必须通过仔细考虑人机团队组成以及XAI方法如何增强SA来故意在正确的情况下设计和部署正确的XAI技术。
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我们从两个在线人机互动实验中介绍了数据,其中227名参与者观看了人形机器人的视频,表现出有缺陷或非故障行为,同时保持沉默或说话。要求参与者评估他们对机器人的信任度的看法,以及其可爱,动画和感知的情报。结果表明,虽然一个非故障机器人达到了最高的信任,但可以说出来的似乎有故障的机器人可以完全减轻否则会出现错误行为的信任损失。我们认为,这种缓解与在存在语音时也可以看到的感知智能的增加有关。
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Explainable AI (XAI) is widely viewed as a sine qua non for ever-expanding AI research. A better understanding of the needs of XAI users, as well as human-centered evaluations of explainable models are both a necessity and a challenge. In this paper, we explore how HCI and AI researchers conduct user studies in XAI applications based on a systematic literature review. After identifying and thoroughly analyzing 85 core papers with human-based XAI evaluations over the past five years, we categorize them along the measured characteristics of explanatory methods, namely trust, understanding, fairness, usability, and human-AI team performance. Our research shows that XAI is spreading more rapidly in certain application domains, such as recommender systems than in others, but that user evaluations are still rather sparse and incorporate hardly any insights from cognitive or social sciences. Based on a comprehensive discussion of best practices, i.e., common models, design choices, and measures in user studies, we propose practical guidelines on designing and conducting user studies for XAI researchers and practitioners. Lastly, this survey also highlights several open research directions, particularly linking psychological science and human-centered XAI.
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这项研究提出了新的策略,以研究信任和群体动态在儿童机器人相互作用中的相互影响。我们使用类人机器人ICUB实施了类似游戏的实验活动,并设计了一份问卷来评估孩子如何看待这种相互作用。我们还旨在验证传感器,设置和任务是否适合研究此类方面。问卷的结果表明,年轻人将ICUB视为朋友,通常以积极的方式将ICUB视为朋友。其他初步结果表明,通常,孩子在活动期间信任ICUB,并且在其错误后,他们试图用诸如:“不用担心ICUB,我们原谅您”之类的句子来放心。此外,对机器人在小组认知活动中的信任似乎会根据性别而发生变化:在机器人连续两个错误之后,女孩倾向于比男孩更信任ICUB。最后,跨游戏计算的点和自我报告的量表之间的不同年龄组之间没有明显的差异。我们提出的工具适合研究不同年龄段的人类机器人相互作用(HRI)的信任,并且似乎适合理解小组相互作用的信任机制。
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There has been a recent resurgence in the area of explainable artificial intelligence as researchers and practitioners seek to make their algorithms more understandable. Much of this research is focused on explicitly explaining decisions or actions to a human observer, and it should not be controversial to say that looking at how humans explain to each other can serve as a useful starting point for explanation in artificial intelligence. However, it is fair to say that most work in explainable artificial intelligence uses only the researchers' intuition of what constitutes a 'good' explanation. There exists vast and valuable bodies of research in philosophy, psychology, and cognitive science of how people define, generate, select, evaluate, and present explanations, which argues that people employ certain cognitive biases and social expectations towards the explanation process. This paper argues that the field of explainable artificial intelligence should build on this existing research, and reviews relevant papers from philosophy, cognitive psychology/science, and social psychology, which study these topics. It draws out some important findings, and discusses ways that these can be infused with work on explainable artificial intelligence.
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汽车行业在过去几十年中见证了越来越多的发展程度;从制造手动操作车辆到具有高自动化水平的制造车辆。随着近期人工智能(AI)的发展,汽车公司现在雇用BlackBox AI模型来使车辆能够感知其环境,并使人类少或没有输入的驾驶决策。希望能够在商业规模上部署自治车辆(AV),通过社会接受AV成为至关重要的,并且可能在很大程度上取决于其透明度,可信度和遵守法规的程度。通过为AVS行为的解释提供对这些接受要求的遵守对这些验收要求的评估。因此,解释性被视为AVS的重要要求。 AV应该能够解释他们在他们运作的环境中的“见到”。在本文中,我们对可解释的自动驾驶的现有工作体系进行了全面的调查。首先,我们通过突出显示并强调透明度,问责制和信任的重要性来开放一个解释的动机;并审查与AVS相关的现有法规和标准。其次,我们识别并分类了参与发展,使用和监管的不同利益相关者,并引出了AV的解释要求。第三,我们对以前的工作进行了严格的审查,以解释不同的AV操作(即,感知,本地化,规划,控制和系统管理)。最后,我们确定了相关的挑战并提供建议,例如AV可解释性的概念框架。该调查旨在提供对AVS中解释性感兴趣的研究人员所需的基本知识。
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在过去的几年中,围绕种族类人体机器人的有问题实践的讨论已经上升。为了彻底理解机器人在人类机器人互动(HRI)社区中如何理解机器人的“性别” - 即如何被操纵,在哪些环境中以及其对人们的看法和人们产生哪些影响的影响,为基础建立基础。与机器人的互动 - 我们对文献进行了范围的评论。我们确定了553篇与我们从5个不同数据库中检索的评论相关的论文。审查论文的最终样本包括2005年至2021年之间的35篇论文,其中涉及3902名参与者。在本文中,我们通过报告有关其性别的目标和假设的信息(即操纵性别的定义和理由),对机器人的“性别”(即性别提示和操纵检查),对性别的定义和理由进行彻底总结这些论文。 (例如,参与者的人口统计学,受雇的机器人)及其结果(即主要和互动效应)。该评论表明,机器人的“性别”不会影响HRI的关键构建,例如可爱和接受,而是对刻板印象产生最强烈的影响。我们利用社会机器人技术和性别研究中的不同认识论背景来提供有关审查结果的全面跨学科观点,并提出了在HRI领域前进的方法。
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可解释的人工智能是一个研究领域,试图为自动智能系统提供更透明度。已经使用了解释性,尤其是在强化学习和机器人场景中,以更好地了解机器人决策过程。然而,以前的工作已广泛专注于提供技术解释,而不是非专家最终用户可以更好地理解的技术解释。在这项工作中,我们利用从成功的可能性中构建的类似人类的解释来完成自主机器人执行动作后显示的目标。这些解释旨在由没有或很少有人工智能方法经验的人来理解。本文提出了一项用户试验,以研究这些解释的重点是成功实现其目标的概率的解释是否构成了非专家最终用户的合适解释。获得的结果表明,与Q值产生的技术解释相比,非专业参与者的评分机器人的解释侧重于更高的成功概率和差异的差异,并且也赞成反事实解释而不是独立解释。
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事实证明,在学习环境中,社会智能代理(SIA)的部署在不同的应用领域具有多个优势。社会代理创作工具使场景设计师能够创造出对SIAS行为的高度控制的量身定制体验,但是,另一方面,这是有代价的,因为该方案及其创作的复杂性可能变得霸道。在本文中,我们介绍了可解释的社会代理创作工具的概念,目的是分析社会代理的创作工具是否可以理解和解释。为此,我们检查了创作工具Fatima-Toolkit是否可以理解,并且从作者的角度来看,其创作步骤可以解释。我们进行了两项用户研究,以定量评估Fatima-Toolkit的解释性,可理解性和透明度,从场景设计师的角度来看。关键发现之一是,法蒂玛 - 库尔基特(Fatima-Toolkit)的概念模型通常是可以理解的,但是基于情感的概念并不那么容易理解和使用。尽管关于Fatima-Toolkit的解释性有一些积极的方面,但仍需要取得进展,以实现完全可以解释的社会代理商创作工具。我们提供一组关键概念和可能的解决方案,可以指导开发人员构建此类工具。
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与社会推动者的强化学习的最新进展使此类模型能够在特定的互动任务上实现人级的绩效。但是,大多数交互式场景并不是单独的版本作为最终目标。取而代之的是,与人类互动时,这些代理人的社会影响是重要的,并且在很大程度上没有探索。在这方面,这项工作提出了一种基于竞争行为的社会影响的新颖强化学习机制。我们提出的模型汇总了客观和社会感知机制,以得出用于调节人造药物学习的竞争得分。为了调查我们提出的模型,我们使用厨师的帽子卡游戏设计了一个互动游戏场景,并研究竞争调制如何改变代理商的比赛风格,以及这如何影响游戏中人类玩家的体验。我们的结果表明,与普通代理人相比,与竞争对手的代理人相比,人类可以检测到特定的社会特征,这直接影响了后续游戏中人类玩家的表现。我们通过讨论构成人工竞争得分的不同社会和客观特征如何有助于我们的结果来结束我们的工作。
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在这里,我询问我们可以了解如何了解性别如何影响人们如何与机器人互动。我回顾了2018年或更早发布的46个社会机器人的实证研究,报告了其参与者的性别,机器人的感知或预期性别,或两者兼而有之,并对参与者或机器人性别进行了一些分析。从这些研究中,我发现机器人默认被认为是男性,机器人吸收了人类的性别刻板印象,并且男性倾向于比女性更多地与机器人互动。我强调了关于年轻参与者中这种性别影响如何有何不同的开放问题,以及是否应该寻求将机器人的性别与参与者的性别相匹配,以确保积极的互动结果。我的结论是建议未来的研究应:包括性别多样化的参与者池,包括非二进制参与者,依靠自我认同来辨别性别而不是研究人员的感知,控制已知的性别协变量,测试有关性​​别的不同研究结果,并测试使用的机器人是否被参与者视为性别。我包括一个附录,其中包含46篇论文中每一篇与性别相关的发现的叙述摘要,以帮助未来的文学评论。
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智能决策支持(IDS)系统利用人工智能技术来产生通过任务的决策阶段引导人类用户的建议。但是,关键挑战是IDS系统并不完美,并且在复杂的真实方案中可能会产生不正确的输出或者无法完全工作。可解释的AI规划领域(XAIP)寻求开发技巧,使得顺序决策的决策使AI系统更可扩展到最终用户。批判性地,在将XAIP技术应用于IDS系统的情况下,已经假设计划员提出的计划始终是最佳的,因此建议作为对用户的决策支持建议的动作或计划始终是正确的。在这项工作中,我们研究了与非强大IDS系统的新手用户交互 - 偶尔推荐错误动作的互动,并且在用户习惯于其指导后可能会变得无法使用。我们介绍了一种新颖的解释类型,基于基于划分的基于规划的IDS系统的解释,可以使用有关推荐行动将有所贡献的子群的信息来补充传统的IDS输出。我们展示基于子群的解释导致改善用户任务性能,提高用户辨别最佳和次优ID的能力,是用户的首选,并在IDS失败的情况下启用更强大的用户性能
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最近的自主代理和机器人的应用,如自动驾驶汽车,情景的培训师,勘探机器人和服务机器人带来了关注与当前生成人工智能(AI)系统相关的至关重要的信任相关挑战。尽管取得了巨大的成功,基于连接主义深度学习神经网络方法的神经网络方法缺乏解释他们对他人的决策和行动的能力。没有符号解释能力,它们是黑色盒子,这使得他们的决定或行动不透明,这使得难以信任它们在安全关键的应用中。最近对AI系统解释性的立场目睹了可解释的人工智能(XAI)的几种方法;然而,大多数研究都专注于应用于计算科学中的数据驱动的XAI系统。解决越来越普遍的目标驱动器和机器人的研究仍然缺失。本文评论了可解释的目标驱动智能代理和机器人的方法,重点是解释和沟通代理人感知功能的技术(示例,感官和愿景)和认知推理(例如,信仰,欲望,意图,计划和目标)循环中的人类。审查强调了强调透明度,可辨与和持续学习以获得解释性的关键策略。最后,本文提出了解释性的要求,并提出了用于实现有效目标驱动可解释的代理和机器人的路线图。
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在人类居住的环境中使用机器人的挑战是设计对人类互动引起的扰动且鲁棒的设计行为。我们的想法是用内在动机(IM)拟订机器人,以便它可以处理新的情况,并作为人类的真正社交,因此对人类互动伙伴感兴趣。人机互动(HRI)实验主要关注脚本或远程机器人,这是模拟特性,如IM来控制孤立的行为因素。本文介绍了一个“机器人学家”的研究设计,允许比较自主生成的行为彼此,而且首次评估机器人中基于IM的生成行为的人类感知。我们在受试者内部用户学习(n = 24),参与者与具有不同行为制度的完全自主的Sphero BB8机器人互动:一个实现自适应,本质上动机的行为,另一个是反应性的,但不是自适应。机器人及其行为是故意最小的,以专注于IM诱导的效果。与反应基线行为相比,相互作用后问卷的定量分析表明对尺寸“温暖”的显着提高。温暖被认为是人类社会认知中社会态度形成的主要维度。一种被认为是温暖(友好,值得信赖的)的人体验更积极的社交互动。
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情绪可以提供自然的交流方式,以补充许多领域中社交机器人(例如文本和语音)现有的多模式能力。我们与112、223和151名参与者进行了三项在线研究,以调查使用情绪作为搜救(SAR)机器人的交流方式的好处。在第一个实验中,我们研究了通过机器人的情绪传达与SAR情况有关的信息的可行性,从而导致了从SAR情况到情绪的映射。第二项研究使用控制控制理论是推导此类映射的替代方法。此方法更灵活,例如允许对不同的情绪集和不同机器人进行调整。在第三个实验中,我们使用LED作为表达通道为外观受限的室外现场研究机器人创建了情感表达。在各种模拟的SAR情况下,使用这些情感表达式,我们评估了这些表达式对参与者(采用救援人员的作用)的影响。我们的结果和提议的方法提供了(a)有关情感如何帮助在SAR背景下传达信息的见解,以及(b)在(模拟)SAR通信环境中添加情绪为传播方式的有效性的证据。
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近年来,人们对可解释的AI(XAI)领域的兴趣激增,文献中提出了很多算法。但是,关于如何评估XAI的共识缺乏共识阻碍了该领域的发展。我们强调说,XAI并不是一组整体技术 - 研究人员和从业人员已经开始利用XAI算法来构建服务于不同使用环境的XAI系统,例如模型调试和决策支持。然而,对XAI的算法研究通常不会考虑到这些多样化的下游使用环境,从而对实际用户产生有限的有效性甚至意想不到的后果,以及从业者做出技术选择的困难。我们认为,缩小差距的一种方法是开发评估方法,这些方法在这些用法上下文中说明了不同的用户需求。为了实现这一目标,我们通过考虑XAI评估标准对XAI的原型用法上下文的相对重要性,介绍了情境化XAI评估的观点。为了探索XAI评估标准的上下文依赖性,我们进行了两项调查研究,一项与XAI主题专家,另一项与人群工人进行。我们的结果敦促通过使用使用的评估实践进行负责任的AI研究,并在不同使用环境中对XAI的用户需求有细微的了解。
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Taking advice from others requires confidence in their competence. This is important for interaction with peers, but also for collaboration with social robots and artificial agents. Nonetheless, we do not always have access to information about others' competence or performance. In these uncertain environments, do our prior beliefs about the nature and the competence of our interacting partners modulate our willingness to rely on their judgments? In a joint perceptual decision making task, participants made perceptual judgments and observed the simulated estimates of either a human participant, a social humanoid robot or a computer. Then they could modify their estimates based on this feedback. Results show participants' belief about the nature of their partner biased their compliance with its judgments: participants were more influenced by the social robot than human and computer partners. This difference emerged strongly at the very beginning of the task and decreased with repeated exposure to empirical feedback on the partner's responses, disclosing the role of prior beliefs in social influence under uncertainty. Furthermore, the results of our functional task suggest an important difference between human-human and human-robot interaction in the absence of overt socially relevant signal from the partner: the former is modulated by social normative mechanisms, whereas the latter is guided by purely informational mechanisms linked to the perceived competence of the partner.
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自2015年首次介绍以来,深入增强学习(DRL)方案的使用已大大增加。尽管在许多不同的应用中使用了使用,但他们仍然存在缺乏可解释性的问题。面包缺乏对研究人员和公众使用DRL解决方案的使用。为了解决这个问题,已经出现了可解释的人工智能(XAI)领域。这是各种不同的方法,它们希望打开DRL黑框,范围从使用可解释的符号决策树到诸如Shapley值之类的数值方法。这篇评论研究了使用哪些方法以及使用了哪些应用程序。这样做是为了确定哪些模型最适合每个应用程序,或者是否未充分利用方法。
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