Une installation de recherche et d'essai de systèmes aériens sans pilote à Purdue sera le banc d'essai d'expériences de réalité virtuelle et augmentée sur les interactions humaines avec les drones et autres aéronefs. Crédit :Purdue University photo/Darcy Bullock
Les véhicules prennent plus de décisions pour les gens que nous ne le pensons – et ils le sont depuis un certain temps. Neuf ans seulement après que les frères Wright ont réussi à piloter le premier avion en 1903, le pilote automatique a été inventé. Le régulateur de vitesse est apparu en 1948.
Mais alors que les voyages aériens et routiers sont témoins de l'introduction de fonctionnalités plus automatisées et de l'évolution vers des systèmes hautement autonomes, les gens auront besoin de plus d'aide pour apprendre à les utiliser.
Une équipe de chercheurs multi-instituts a récemment été formée pour développer des algorithmes qui permettraient à un système de reconnaître quand un humain ne sait pas s'en servir, puis s'adapter au niveau de compétence de cette personne.
Les chercheurs pensent que ces systèmes ne formeraient pas seulement les utilisateurs plus rapidement, mais aussi augmenter la sécurité.
"Nous demandons déjà aux humains d'interagir en permanence avec des machines intelligentes et des systèmes autonomes, mais nous devons le faire beaucoup mieux qu'actuellement, " a déclaré Neera Jain, professeur adjoint de génie mécanique à l'Université Purdue.
L'oeuvre, co-dirigé par l'Université du Nouveau-Mexique et Purdue en collaboration avec l'Université du Colorado et l'Université du Texas à Austin, fait partie d'une subvention de 5,5 millions de dollars accordée par le programme Cyber-Physical Systems (CPS) de la National Science Foundation. Le projet s'intitule « Autonomie cognitive pour le CPS humain :transformer les novices en experts ».
Pour aider les machines à reconnaître et à s'adapter au niveau de compétence de quelqu'un, les chercheurs étudient à quel point les gens font confiance aux machines lorsqu'ils les utilisent. Crédit :Purdue University photo/Marshall Farthing
L'équipe Purdue mènera des expériences sur la façon dont les humains interagissent avec des machines complexes, comme les avions, drones et voitures autonomes. Pour étudier dans quelle mesure les participants font confiance à ces systèmes, l'équipe collectera des données sur les changements de fréquence cardiaque, pression artérielle, mouvements oculaires et autres mesures grâce à des capteurs psychophysiologiques. Jain et Tahira Reid, un professeur agrégé Purdue de génie mécanique, développé des modèles en 2018 qui utilisent ces mesures pour aider un système à estimer le niveau de confiance d'un humain.
Les performances des participants seront étudiées au fur et à mesure qu'ils interagissent avec des simulations de conduite avancées dans le laboratoire de Brandon Pitts, un professeur assistant Purdue de génie industriel, et environnements de réalité virtuelle ou augmentée, comme un 20, Une installation de recherche et d'essai de systèmes aériens sans pilote de 1 000 pieds carrés à Purdue devrait être achevée ce printemps.
« Imaginez un système de pilote automatique capable d'identifier votre niveau d'expérience, puis d'abandonner progressivement le contrôle au fur et à mesure que vous vous améliorez. Cela pourrait réduire considérablement le temps nécessaire pour former un pilote, " a déclaré Inseok Hwang, professeur d'aéronautique et d'astronautique et chercheur principal de Purdue sur ce projet. Le laboratoire de Hwang mènera des recherches sur les interactions humaines avec les drones et autres aéronefs.
Chercheurs de l'Université du Nouveau-Mexique, dirigé par Meeko Oishi, un professeur de génie électrique et informatique et le chercheur principal du projet, utilisera les données de ces expériences pour élaborer des théories sur la façon dont les humains apprennent le mieux en utilisant ces machines. La collaboration dans son ensemble développera des algorithmes et les testera pour la traduction en logiciels permettant aux machines de comprendre, prévoir et s'adapter au comportement humain.
Le projet vise également à élargir la participation à l'ingénierie et à l'informatique grâce à des opportunités de recherche et de mentorat pour les communautés sous-représentées et mal desservies. Un nouveau programme à l'Université du Nouveau-Mexique, appelé l'Institut de recherche intensive d'été, ciblera les étudiants de premier cycle sous-représentés et leur offrira la possibilité de participer à des projets de recherche sur les systèmes cyber-physiques dans chacune des quatre universités partenaires. Le programme engagera les étudiants dans des activités de développement professionnel pour les préparer à des carrières dans les systèmes cyber-physiques.
Les expériences utilisant cette simulation de conduite aideront les chercheurs à développer des algorithmes permettant à un véhicule autonome de comprendre et de prédire le comportement humain. Crédit :Purdue University photo/DeEtte Starr
Chercheur en anthropologie Tryphenia Peele-Eady, le directeur du Centre d'éducation multiculturelle du College of Education de l'Université du Nouveau-Mexique, gérera et analysera l'efficacité du programme.
L'équipe espère que le travail ne fera pas que développer le domaine en développant des machines sensibles au comportement humain, mais aussi éclairer les moyens d'éviter les pièges persistants de la façon dont les humains utilisent les systèmes autonomes.
"Il y a trois choses que le domaine veut éviter fondamentalement dans l'interaction homme-machine - l'abus, désuétude et abus de la technologie. Nous concevons de nouveaux algorithmes pour progresser vers le dépassement de chacun de ces obstacles, " dit Jain.
