Sangseok You
巴黎HEC商学院 助理教授
机器人正在进入各种工作领域，但是人类工人在与机器人一起工作时还是会经常感到不安全，不论真正的风险水平究竟如何。巴黎HEC商学院助理教授Sangseok You和同事们利用虚拟现实，探讨如何帮助人类提高与机器人共事时的安全感。
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虽然我们现在还没有让机器警察来维持街道治安，但是机器人也越来越多地应用于各个行业中，代替人类从事危险或重复性任务。在诸如建筑和制造业等领域，机器人将工人从喷涂油漆之类的任务中解放出来，保护他们免受有毒烟气侵害，从而能够更好地从事高技能水平的工作，比如设计工作等。
然而，这往往意味着人类现在必须与机器人密切合作，也因此会面临风险。2018年12月，一个机器人在亚马逊公司位于新泽西州罗宾斯维尔的厂房仓库意外地刺破了一罐防熊喷雾剂，致使该仓库24名工人入院治疗。2015年，印度一家五金厂的一个通过预先编程控制的机器人操作的焊丝刺穿了一位24岁工人的腹部，致使其死于非命。同年，德国大众汽车厂一位21岁的技师被机器人设备击中胸部而死亡。所幸的是，这样的死亡事故是极为罕见的。事实上，根据美国政府的数据，在美国酒吧里工作的危险程度是制造业部门中的八倍。
1 事实上的安全并不等于感觉上的安全
尽管安全标准随着机器人技术的进步而不断提高，但目前工人感知到的风险水平和机器人带来的实际风险水平之间，还是存在巨大差距；工人的恐惧水平之高，与其涉及的真实风险水平比起来很不相称。
迄今为止，机器人安全方面的现有文献往往着重探讨技术问题，而在很大程度上忽视了“安全感”问题。这或许可归因于如下事实：设计原型机器人和需进行实验的场景成本高昂，并且耗时费力。这就意味着（安全感等）人们认为次要的问题可能会受到忽视。然而，这样的担忧是非常重要的，因为重型机械是建筑工地事故最主要的原因之一，建筑工人对这种设备造成伤害的担忧是实实在在的。生活在恐惧之中不仅不利于生理和心理状态，还可能导致工人承担不必要的风险或者离开其所在的行业。
2 虚拟世界的优势
为了帮助解决这一问题，我们利用虚拟现实技术进行实验，探讨如何帮助工人在与机器人共事时感觉更加安全。最近，通过在一个沉浸式的虚拟环境中让患有自闭症的儿童直面恐惧，虚拟现实表现出了有效帮助这些儿童对抗恐惧症的能力。这些儿童因此而能够在真实生活中继续对抗自己的恐惧。这种技术能否以类似的方式帮助工人在与机器人协作时感觉到安全呢？
生活在恐惧之中不仅不利于生理和心理状态，还可能导致工人承担不必要的风险或者离开其所在的行业。为了帮助解决这一问题，我们利用虚拟现实技术进行实验，探讨如何帮助工人在与机器人共事时感觉更加安全。
与适用于机器人学研究的常规原型实验相比，沉浸式虚拟环境具有若干优势，包括：制作成本更低，更为逼真，以及实验控制更有效。虚拟现实实验的成本在很大程度上仅限于构建虚拟环境所花费的时间。与建造一个原型机并在实验室条件下进行测试相比，上述成本根本微不足道。
3 理解工人的安全感
为了更好地评估安全感受及其对于人机协作产生的影响，我们设计了机器人安全接受度模型（Robot Safety Acceptance Model，RASM），其中包含三个关键假设：
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第一，我们假定在人类和机器人之间设置屏障会让人类感觉更安全。
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第二，我们假定这一做法有助于建立认同感和对机器人的信任。
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第三，我们假定人类与机器人一起工作时感觉越安全，他们将来就越有可能愿意与机器人共事。
4 与机器人共事
为了测试我们的模型，我们建立了一个沉浸式虚拟环境，30名美国大学生在这个环境中体验与机器人协作建造一堵墙。人类和机器人将一起合作，每隔七秒各自在虚拟的墙上搭上一个砖块。这一工作既可以在开放的空间进行，也可以用在人类和机器人之间设置屏障隔开。
“为了设计一个沉浸式虚拟环境，我们使用了Unity 3D2游戏引擎，并提供了许多互动组件。”
和预计的一样，我们发现学生在与机器人之间存在物理屏障时会感觉更安全。我们的研究结果表明，这一影响来自于团队认同感和对机器人的信任感。
团队认同感是指个人在多大程度上感觉到一种联系或强有力的纽带，而信任可以定义为个人在多大程度上认为机器人可用、可信而且可靠。我们还发现，如果这些学生感觉到工作环境是安全的，那么他们将来就更愿意和机器人共事。当恐惧和担心减轻，人类就更容易形成身份认同感并对机器人建立信任。
我们的研究发现表明，在机器人和人类之间安装安全屏障，确保机器人和人类的运动过程不会重叠，是企业可以采取的有利措施。对于如何确保达到上述目标，虚拟现实可以成为一种成本效益高的测试方法，而无需耗费成本为每一种测试情形建造真实模型。
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