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一個人能控制多少台機器人?美國防高等研究計畫署研究推翻長期以來的假設

越來越多的自主機器人在複雜任務中接受測試和部署,但仍需要一定程度的人為監督,這也帶來一個新的問題:一個人究竟能同時駕馭多少台機器人,而不會感到負荷過重?

由美國國防高等研究計畫署(DARPA)資助的一項研究中,專家表示人類可以單獨有效地管理超過 100 架包含空中與地面自主機器人的異質性機器人群,並且只有在一小部分時間感到短暫的不知所措。

這場研究到底測試了多少台機器人?

這項研究由俄勒岡州立大學協作機器人與智慧系統研究所副主任 Julie A. Adams 帶領。Adams 表示,機器人群可支援對人類來說尤其危險的任務,例如監測野火──這類任務可能需要控制不同類型的無人地面車輛、空中自動駕駛飛行器,而人類控制員需要隨著任務變化,重新分配各個機器人的任務。

研究的實驗中,2 位具備經驗的人類操控員輪流執行為期 3 週的實地任務,每次操作時間約為 1.5 至 3 小時,目的是消滅敵方目標。他們要操控的最大任務涉及高達 110 架無人機、30 台地面車輛,以及最多 50 台虛擬機器人,並以虛擬環境重建系統追蹤所有單位的任務狀態與位置。

任務中場地設置了數千種模擬風險點與任務資訊,使用類似 QR Code 的「AprilTags」標記,要求操作員隨機應變穿越──有些障礙甚至會移動,或需要多台機器人同時協作才能排除。

為監測人類操控員的壓力與負荷,研究團隊同時記錄操控員的心率變化、姿勢與語速等生理數據,並透過演算法判定操控員何時進入所謂的「過載狀態」。

挑戰過去理論,機器人操控困難與數量無關

值得關注的是,Adams 指出,過去幾十年的理論普遍認為,一個人能部署的機器人數量有限,一旦超過某個數值,工作負荷就會急遽上升,導致整體任務表現下降。不過這次實驗顯示,即便是在機器人數量最多的複雜場景中,人類操控員進入「過載狀態」的時間也僅佔任務總時長的 3%。

主要造成工作過量的情況,多發生在必須即時擬定新戰術,或重新指派任務時,並非因為操作機器人數量過多。

Adams 表示,這推翻了長久以來對「一個人部署大量機器人的能力有限」的假設。她指出,真正影響效能的可能是系統設計、人類自身限制或任務類型,而非單純機器人數量。Adams 也將繼續探索其他可能因素。

儘管這項研究由美國軍方資助,但其應用潛力已超出軍事領域。Adams 提到,自主機器人群在森林大火等高風險環境中特別有價值,例如同時監控著火點、可疑人物,並協助部署消防資源。

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*本文初稿由 AI 生成,經《TechOrange》編撰,資料來源:《IEEE Spectrum》《ZME Science》IEEE Xplore,首圖來源:Unsplash