如今,对大多数人而言,机器人和智能系统是在幕后工作的服务者,负责吸尘或开关灯。或者它们是取代装配线工人和银行柜员重复性人工工作的机器。但这些技术正日益成熟,机器将能够像队友一样与人并肩工作,就如同人狗团队在狩猎和炸弹探测等任务中所发挥的作用。
机器人与人类组队合作已有一些早期实例。例如,士兵在执行军事任务时使用无人机进行监视以及地面机器人进行拆弹。但美国陆军设想,在未来十年,士兵、机器人和自主系统的协同合作将进一步增加。士兵、机器人和自主系统的协同合作将进一步增加。除军事领域外,这些人机团队很快还将在医疗保健、农业、交通运输、制造业和太空探索等多个领域开展工作。
研究人员和企业正在探索诸多途径,以改善机器人与人工智能系统的协作方式,而技术进步同样至关重要。作为一名在高技术环境中开展人类团队协作研究的应用认知科学家,我可以说,如果设计者不了解如何设计出与真实的人最有效协作的技术,人机系统就无法发挥应有的效能。人类团队协作领域已有大量深入的学术研究,其中一些基本概念有助于建立和管理这些新型关系。

1. 岗位各异
团队必然由承担各自独立但相互依存的角色与职责的人员组成。例如,一个外科手术团队可能包括护士、外科医生和麻醉师。同样,人机团队的成员也应根据复杂任务的不同环节进行组建。
机器人应承担其最擅长的工作,或人们不愿承担的工作,例如搬运重物、化学品检测和数据运算。这样,人们便可专注于自身最擅长的工作,例如适应不断变化的情况,并针对问题提出创造性的解决方案。
人机手术团队可能由人类外科医生通过腹腔镜或微创在机器人辅助下进行手术。机器人机械臂配有摄像头,被插入患者体内,由外科医生在体外操作。摄像画面可叠加患者体内解剖结构的医学影像数据,从而增强视野。
这种分工规划表明,人类不应在机器中复制自身。事实上,人形机器人,或模仿人类社会行为的机器人和人工智能,可能会使其人类队友对其能力产生不切实际的期望。
2. 相互备份
高效团队的成员明白每个人都有不同的角色,但都随时准备在必要时相互支援。2005年卡特里娜飓风的应对灾难性地造成大量死亡,部分原因在于政府机构和红十字会等其他团体之间存在混乱和协调不足。
队友需要了解自己的角色以及团队其他成员的角色,以及各角色如何相互配合。他们还需要运用这些知识避免干扰队友的工作,同时预判他人可能的需求。机器人和人工智能需要理解其承担的任务环节如何与队友所承担的环节相关联,以及在需要时如何提供帮助。
3. 共同理解
高效团队会共享知识,包括团队目标和当前形势的相关知识,而这有助于促进他们之间的互动,即使无法直接沟通也是如此。
共享知识的益处使各种形式的协作与协调成为可能。例如,在给热气球充气时,飞行员在一端的吊篮里监控燃烧器;机组成员则必须站在气球的另一端,通过拉住连接在气球顶部的绳索来稳住气球。由于气球遮挡了视线,丙烷燃烧器的声音也盖过了其他声响,他们既看不见也听不见对方。但只要训练有素,双方都无需沟通,便能知道对方在做什么,以及接下来需要做什么。
团队成员之间的联系不仅来自他们共同掌握的信息,还来自通过共同协作积累的经验所形成的共享知识。一些学者认为机器人无法积累与人类共享的经验和知识,而另一些研究人员则致力于探索实现这一目标的方法。机器学习很可能是帮助机器人形成对同事行为预期的关键因素。结合人类智能,双方都将了解对方的能力、局限性和独特习惯。
4. 有效互动与沟通
团队成员需要互动,而高效协作在很大程度上取决于互动的质量。在医院对患者进行紧急复苏的团队中,团队互动与沟通至关重要。这类团队通常由离患者最近的医护人员组成,成员需要立即了解患者心脏停止跳动之前发生的情况,因为生命悬于一线。
即便是人与人之间,沟通也并非总能顺畅无阻。人与机器人之间则面临更多挑战,例如确保双方对词语的用法以及对问题的恰当回应有共同理解。人工智能研究人员正在大力提升计算机理解乃至生成自然语言的能力,许多人在使用亚马逊Alexa、谷歌Home等智能助手设备,以及手机和汽车中的GPS导航系统时都有所体会。
目前尚不明确,典型的人际沟通是否是人机团队的最佳模式。人狗团队无需使用自然语言也能良好协作。海豹突击队员能够在极高的效率水平上协同工作,且全程无需开口。蜜蜂通过舞蹈传递资源的位置信息。沟通不一定涉及语言,也可以包括声音信号和视觉提示。如果在患者心脏停止跳动时,由机器人负责照护患者,它便可以通过所有复苏团队成员都能看到的监视器,显示刚刚发生的情况。
5. 相互信任
人际信任在人类团队中至关重要。如果一支消防队伍内部的信任瓦解,他们的效率就会降低,甚至可能造成人员伤亡,包括队友之间的伤亡,或他们试图救助的公众的伤亡。最好的机器人队友将是值得信赖且可靠的,而任何可靠性方面的失误都需要得到解释。
但即便给出解释,长期不可靠的技术也很可能会被人类队友拒绝。这在自动驾驶汽车等对安全至关重要的技术中尤为关键。
机器人并非天生就能与人类组队协作。它们需要在团队中被赋予有效的角色,理解其他团队成员的角色,与人类团队成员共同训练以形成共同理解,建立与人类有效沟通的方式,并且做到可靠且值得信赖。最重要的是,不应要求人类去适应非人类的队友。相反,开发者应设计并打造能够与人类并肩协作、成为优秀团队成员的技术。



