Предсказательные «глаза» робота влияют на визуальное внимание, эффективность и доверие при взаимодействии с промышленным CoBot

Почему «глаза» робота важны на рабочем месте

Во многих современных цехах люди теперь делят рабочие места с коллаборативными роботами, или «CoBot». Эти машины разработаны для работы бок о бок с человеком, передавая детали или инструменты, а не находясь за ограждениями. Но чтобы такое партнёрство казалось безопасным и эффективным, рабочие должны понимать, что робот собирается делать дальше. В этом исследовании поставлен простой, но практически важный вопрос: могут ли «глаза» робота или простые стрелки помочь человеку быстро понять его следующий ход, и что происходит с производительностью и доверием, когда эти визуальные подсказки иногда оказываются неверными?

Организация общего рабочего пространства с роботом

Исследователи пригласили добровольцев в лабораторию с промышленным коллаборативным манипулятором по имени Sawyer. Между человеком и роботом стоял стол с шестью цветными квадратами, которые служили возможными целями для движения манипулятора. На планшете перед участниками отображались те же шесть цветов, и им нужно было нажать на тот квадрат, который, по их мнению, робот достанет следующим, как можно быстрее и точнее. Сразу после каждого предсказания они выполняли короткую, ограниченную по времени задачу на память и поиск на планшете. Чем быстрее они угадывали ход робота, тем больше у них оставалось времени на эту вторую задачу, имитируя многозадачные требования реальной заводской работы.

«Глаза» робота, стрелки или отсутствие подсказок

В двух отдельных, но почти идентичных исследованиях людей случайным образом распределяли для взаимодействия с одним из трёх типов отображения робота: робот со стиллизованными «глазами» на экране, робот со стрелками-направлениями или робот с пустым экраном без визуальных подсказок. В условиях с подсказками «глаза» или стрелки поворачивались в сторону правильного цветного квадрата за секунду до начала движения манипулятора и удерживали это направление. Участникам чётко говорили, что эти подсказки предсказательные, и демонстрационная фаза показала несколько примеров прежде, чем начались реальные испытания. В среднем блоке испытаний исследователи тайно ввели два «ошибочных» события в условиях с подсказками, когда «глаза» или стрелки указывали на один квадрат, а манипулятор двигался к другому. Очки для слежения за взглядом записывали, куда и когда участники смотрели в каждом испытании.

Направление внимания и ускорение решений

Когда подсказки робота были надёжны, дисплей с «глазами» показывал явное преимущество. Участники, видевшие «глаза» робота, переводили взгляд к правильной цели быстрее, чем те, у кого не было подсказок, и в целом быстрее, чем участники, видевшие стрелки. Они также подтверждали свои предсказания на планшете раньше, иногда почти на целую секунду раньше, чем люди, работавшие с роботом без подсказок. Стрелки тоже помогали, но их эффект был меньше и менее постоянен в двух исследованиях. Важно, что точность оставалась высокой во всех условиях: использование подсказок позволило людям принимать решения быстрее, не увеличивая число ошибок. Данные слежения за взглядом показали, что участники действительно смотрели на экран робота в условиях с подсказками, и те, кто делал это чаще, как правило, быстрее предсказывали движение робота и лучше справлялись со сложной задачей на память, которая следовала затем.

Что происходит, когда робот вводит в заблуждение

Картина изменилась, как только робот нарушал своё обещание. Когда «глаза» или стрелки указывали в одну сторону, а манипулятор тянулся в другую, участники замедлялись. В последующих испытаниях им требовалось больше времени, чтобы зафиксировать цель взглядом, и больше времени на вынесение предсказания, что стирало прежнее преимущество по скорости перед группой без подсказок. Их поведение при наблюдении тоже изменилось: люди реже смотрели на экран робота и вместо этого дольше и внимательнее следили за движущимся манипулятором, как будто перепроверяя его действия. Несмотря на это нарушение, ущерб оказался не постоянным. В финальном блоке без ошибок внимание и скорость предсказаний частично восстановились, и условие с «глазами» снова, как правило, превосходило условие без подсказок, хотя не всегда так заметно, как до ошибок.

Доверие к полезному, но ошибающемуся партнёру

Параллельно с производительностью исследователи измеряли, насколько участники сообщали о своём доверии к роботу в четыре момента: до взаимодействия, после начального отрезка безупречного поведения, сразу после ошибок в подсказках и после финального блока без ошибок. Доверие следовало знакомой волнообразной динамике. Оно несколько повышалось при плавном, предсказуемом взаимодействии, резко падало, когда подсказки вводили в заблуждение, и затем снова росло, когда робот снова вел себя надёжно. Эти подъёмы и падения наблюдались только в условиях с предсказательными подсказками, где у людей были ожидания, которые могли быть нарушены; доверие к роботу без подсказок оставалось относительно стабильным, потому что тот никогда не давал вводящих в заблуждение сигналов. Интересно, что оценки рабочей нагрузки не показали ясной закономерности, что говорит о том, что добавление предсказательных «глаз» или стрелок не делало задачу однозначно более лёгкой или более трудной.

Что это значит для людей, работающих с роботами

Для неспециалиста вывод прост: оснащение заводского робота выразительными «глазами» или простыми стрелками может существенно упростить понимание его следующих действий, помогая людям реагировать быстрее без потери точности. Эти преимущества важны в шумных и загруженных рабочих средах, где голосовые указания ограничены. Но исследование также демонстрирует компромисс. Когда визуальные подсказки робота иногда указывают неверно, люди замедляются, отвлекаются от дисплея и становятся менее доверчивыми к системе — по крайней мере на некоторое время. При последующей надёжной работе как производительность, так и доверие могут восстановиться. Дизайнерам будущих человеко-роботных рабочих станций стоит учитывать: предсказательные визуальные подсказки — мощный инструмент для управления вниманием и координации, но их ценность критически зависит от честности сигналов, ясного объяснения их значения и планов по восстановлению доверия, когда редкие ошибки неизбежно случаются.

Цитирование: Naendrup-Poell, L., Onnasch, L. Predictive robot eyes shape visual attention, performance, and trust in interaction with an industrial CoBot. Sci Rep 16, 14171 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50476-4

Ключевые слова: взаимодействие человека и робота, визуальное внимание, предсказательные подсказки, доверие к автоматизации, промышленные коботы