Учёные нашли идеальную скорость, чтобы роборука ощущалась естественной

Исследователи из Технологического университета Тоёхаси выяснили неожиданную вещь: чтобы автономный протез действительно ощущался частью тела, важна не столько скорость реакции, сколько её естественность. И у этой естественности есть конкретный параметр – одна секунда.

В своём эксперименте, результаты которого были опубликованы в журнале “Scientific reports”, учёные использовали виртуальную реальность. Участникам надевали VR-шлем, в котором их левая рука заменялась на аватар с автономным протезом. Задача испытуемых была простой – наблюдать, как искусственная конечность сама тянется к цели. Одновременно время движения руки варьировалось от ультрабыстрого (125 миллисекунд) до очень медленного (4 секунды).

После каждого подхода участники оценивали свои ощущения по нескольким шкалам: чувство собственности (насколько рука казалась своей), чувство контроля (агентность), удобство использования, а равным образом социальное восприятие – компетентность протеза и уровень дискомфорта.

Результаты оказались кристально чистыми:

• Когда протез двигался со скоростью, близкой к естественной человеческой (примерно одна секунда на завершение движения), все показатели – и чувство собственности, и ощущение контроля, и удобство – взлетали до максимума.

• Стоило роборуке дернуться слишком быстро (125 мс) или, наоборот, тянуться слишком медленно (4 с), как связь с ней рвалась. Участники начинали воспринимать её как чужеродный объект, а её “полезность” в их глазах резко падала.

• Интересно, что наивысшую “компетентность” испытуемые присваивали протезу на умеренных и слегка ускоренных скоростях, а вот пик дискомфорта пришёлся на самый быстрый режим. Теплота (“warmth”) от скорости не зависела.

Вывод исследователей прост: разработчикам ИИ-протезов, а также супернумерарных конечностей (дополнительных роборукавов) и экзоскелетов нужно ориентироваться не только на мощь процессоров и точность сенсоров – им придётся подстраивать скорость движений под биологические ожидания нашего мозга.

Исследователи признают, что многое меняется со временем. Люди привыкают к инструментам, и они начинают ощущаться продолжением тела. Возможно, через несколько недель ношения даже очень оперативный протез покажется “нормальным”. Но на начальном этапе, на этапе знакомства и принятия, “золотая секунда” может стать ключом. Сейчас команда планирует изучить долгосрочные эффекты адаптации.