À medida que as próteses alimentadas por inteligência artificial se tornam mais comuns, será fundamental compreender como as pessoas respondem a elas. A aceitação depende não apenas de quão bem esses dispositivos funcionam, mas também de quão naturais eles são. No estudo, os pesquisadores usaram a realidade virtual para criar a ilusão de que os braços dos próprios participantes foram substituídos por próteses robóticas. Eles então testaram como diferentes velocidades de movimento afetavam a incorporação, incluindo propriedade do corpo, senso de agência, disponibilidade e impressões sociais de competência e desconforto.
As descobertas mostraram um padrão claro. Quando a prótese se movia muito rápido ou muito devagar, os participantes sentiam-se menos ligados a ela e percebiam-na como menos utilizável. No entanto, quando o braço se movia a uma velocidade moderada semelhante à extensão humana natural, o que leva cerca de um segundo para completar o movimento, os participantes relataram que a sensação mais forte era a de que o braço parecia parte do seu próprio corpo.
Das próteses controladas pelo usuário à inteligência artificial autônoma
Para as pessoas que perderam uma mão ou um braço, as próteses são uma ferramenta importante na vida diária. Grande parte da pesquisa nesta área concentra-se em ajudar os dispositivos a responder com precisão às intenções do usuário. Isso normalmente envolve a detecção de sinais biológicos, como eletromiografia (EMG) e eletroencefalografia (EEG), e sua conversão em movimento.
Ao mesmo tempo, os rápidos avanços na aprendizagem automática e na inteligência artificial permitem que futuras próteses se movam por conta própria para ajudar os utilizadores em determinadas situações. Esses sistemas autônomos ou semiautônomos podem antecipar necessidades e fornecer suporte automaticamente. No entanto, quando um membro começa a se mover de forma independente, ele parece “inquieto” ou “não faz parte do meu corpo”. Esta resposta coloca desafios significativos à adoção generalizada.
Velocidade e desempenho do teste de pesquisa em realidade virtual
As primeiras pesquisas mostram que as pessoas se sentem mais confortáveis com o movimento voluntário quando compreendem os objetivos por trás dele. Com base nesta ideia, Harin Manujaya Hapuarachchi e colegas (Hapuarachchi era estudante de doutorado quando o estudo foi realizado e agora é professor assistente na Escola de Informática do Instituto de Tecnologia de Kochi) exploraram se a velocidade do movimento desempenha um papel na aceitação.
Em um ambiente de realidade virtual, os participantes viram um avatar cujo antebraço esquerdo foi substituído por um braço protético. Eles foram solicitados a completar uma tarefa de alcance enquanto a mão protética virtual se movia sozinha em direção ao alvo. Os pesquisadores ajustaram a duração de cada movimento em seis velocidades diferentes (125 milissegundos a 4 segundos). Após cada teste, os participantes avaliaram a sensação dos braços do robô, quanto controle eles sentiam que tinham, quão utilizável ele parecia (SUS) e sua impressão do robô usando uma escala padronizada (RoSAS: competência, calor e desconforto).
Melhor ponto em um segundo
Os resultados são consistentes e impressionantes:
- A propriedade do corpo, o senso de agência e a disponibilidade foram avaliados mais alto em velocidades moderadas (duração do movimento de 1 segundo).
- Essas classificações caíram significativamente nas condições mais rápidas (125 ms) e mais lentas (4 s).
- Os participantes avaliaram os braços como mais capazes em velocidades moderadas a ligeiramente mais rápidas, enquanto o desconforto atingiu o pico nas condições mais rápidas. O calor sentido não depende significativamente da velocidade.
Simplificando, apenas tornar um braço protético mais rápido não o torna melhor. Combinar o tempo dos movimentos humanos naturais parece mais importante para ajudar os usuários a sentirem que o dispositivo realmente pertence a eles.
Projetando aumentos corporais de robôs humanóides
Esses insights sugerem que as futuras próteses de inteligência artificial devem priorizar o tempo compatível com o ser humano, e não apenas a velocidade. Os designers podem precisar ajustar os padrões de movimento para se alinharem às expectativas do cérebro em relação aos membros naturais.
O impacto não se limita às próteses. Outras tecnologias que servem como extensões do corpo, incluindo membros robóticos redundantes, exoesqueletos e robôs vestíveis, também podem beneficiar de movimentos que espelhem os ritmos naturais dos humanos.
Os pesquisadores também planejam explorar como o uso a longo prazo altera a cognição. Muitas vezes as pessoas começam a experimentar as ferramentas usadas com frequência como se fossem parte do seu corpo. Com o uso diário contínuo, até mesmo membros robóticos rápidos e poderosos podem começar a parecer “normais”, mais fáceis de operar e mais plenamente incorporados.
A realidade virtual desempenha um papel fundamental nesta pesquisa. Ele permite que os cientistas testem tecnologias protéticas emergentes e sistemas de controle em um ambiente seguro e controlado antes do uso generalizado. Esta abordagem permite a avaliação de respostas psicológicas, aceitação do usuário e considerações de design no início do desenvolvimento.
Esta pesquisa foi apoiada por JSPS KAKENHI (JP22KK0158), Murata Science Education Foundation, JST (JPMJFS121) e MEXT (202334Z302).
