【Future Human-Autonomy Teams】美军开展人机组队协同信任机制研究

要是人机之间无法形成信任关系，人机协同的未来将会怎样？特别是在每一秒都面对生死的战场上

当前，随着人工智能技术的发展及应用场景的日益丰富，很多人都相信，或许未来我们都要以人机共生、人机协同的方式生存。如果说在人机协同上，人工智能技术能力的成熟与否是第一前提，那么第二前提就是人机之间的信任关系了。今天的我们总是在关注第一前提，并且已经取得突飞猛进的进展，但往往忽略第二前提的重要性。想象一下，要是人机之间无法形成信任关系，人机协同的未来将会怎样？特别是在每一秒都面对生死的战场上。

美国陆军研究人员完成了一项模拟研究，在该研究中，人类成员与人工智能体在一起工作时表现出信任和凝聚力

近期，美国陆军研究实验室（Army Research Laboratory，ARL）在马里兰州阿伯丁试验场完成了一项模拟研究，为人机组队协同信任机制的建立做出了一定的推动。该实验表明，人类成员和人工智能体在一起行动时表现出了相当的信任和凝聚力。

这项研究作为学术顶峰项目的一部分，由来自美国陆军作战能力发展司令部所属陆军研究实验室的研究人员和美国陆军西点军校的学员们共同开展。它还支持陆军“僚机”联合能力技术演示验证和陆军下一代战车任务优先化。

据参与该项目的美国陆军研究员克里斯汀·谢弗雷（Kristin Schaefer-Lay）博士介绍：“该项目是对有人-无人驾驶作战车队组队进行的一项模拟研究，旨在评估组队信任和凝聚力的潜在指标，以评估未来人机组队。通过收集主观的、行为的、执行、沟通和生理数据，以确定可能的组队信任和凝聚力指标。”

来自“人机组队基本研究”项目的研究人员与埃里卡·罗维拉（Ericka Rovira）博士、罗伯特·汤姆森（Robert Thomson，美国陆军网络研究所的网络与认知科学研究员，也是西点军校行为科学系的工程心理学副教授）博士以及两名学员合作，确定并开发、评估人机组队信任和凝聚力的指标。

据美国陆军计算机科学家、退役陆军军士长拉尔夫·布鲁尔（Ralph Brewer）介绍：“在学员的支持下，我们开展了一项实验，用模拟来训练和评估这些人机组队。学员们使用了‘僚机’模拟试验台，它允许人类乘员在真实的射击任务中与实际的机器人车辆自主交互。该软件在环仿真环境将所有真实世界中的车辆自主机动能力和杀伤力集成到基于实验室的虚拟环境中。”

学员们支持研究设计，并与学院行为科学和领导力课程的参与者一起进行试验。他们收集知情同意书，向参与者介绍情况，收集问卷数据，以及活动的时间安排。

拉尔夫·布鲁尔表示：“这一模拟让三名有人驾驶的车组人员与一辆装备武器的无人地面车辆进行实弹射击评估，类似于使用远程武器站的完全有人驾驶的车组人员。学员们担任机动性和致命性操作员的角色，我担任车辆指挥官。学员们接受了关于用户界面、车辆自主性以及该车辆和武器站射击行为的培训。他们在最短的训练时间内掌握了机动和射击技能的基本知识。”

罗伯特·汤姆森强调说，这涉及到一个真实的模拟器和一个实际的实弹演习，远远超出了通常在电脑屏幕前看到的传统认知心理学和人为因素设置的任务。他表示：“与实验室的合作为学员提供了无与伦比的陆军研究重点的经验，同时磨练了他们在课堂之外进行行为研究的技能。学员们将把这段经历贯穿他们的职业生涯。”

美国陆军西点军校学员和美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室的研究人员最近完成了一项关于人机组队如何展现信任和凝聚力的模拟研究

研究人员表示，人机组队的性能评分是基于他们如何有效地交战并摧毁目标——他们必须在与敌人目标交战时将速度与精度相匹配。对此，拉尔夫·布鲁尔介绍说：“当理解人机组队之间的团队信任和凝聚力时，性能评分只是等式的一部分。学员们被记录了视觉、听觉以及生理上的情况。生理监测通过使用腕部监护仪来收集心率和皮肤电活动。”

最终，人类和人工智能必须能够彼此理解信任。美国陆军研究实验室（ARL）开发的可视化工具可指示在现实世界中的实验中两个人的大脑同步程度。ARL的科学家正在利用这项研究来克服人与AI的思想沟通障碍

据克里斯汀·谢弗雷介绍，这场实验的关键成就是一种多方法的成果，它推动了行为和生理数据如何为人机组队中的工作人员展现出的信任和凝聚力提供有用的窗口，超越了传统的自我报告方法，并提供了对组队有效性的有价值理解。

参与试验的研究人员表示，对人机组队的信任主要是通过主观尺度来衡量的，通常从一个单一的项目——人们对这个系统或技术的信任程度——到在不同的结构下得到验证的尺度。

克里斯汀·谢弗雷表示：“虽然这种方法仍然有很大的价值，但它不能解释整个信任状况，尤其是当你将二元合作关系扩展到包括智能体或技术在内的更大团队时。因此，这项工作建立在与人机组队的信任和凝聚力相关的发展科学的基础上，采用了基于信任的多方法评估方法。最近的数据将有助于未来士兵形成关键的基于信任的干预措施，如用户界面设计、调整智能体行为、调整沟通方式、时间、数量、频率，以校准人机组队信任和凝聚力，从而最终提高团队效能。”

实验结束后，学员们对数据进行了分析，并撰写了最终报告。他们与陆军实验室研究人员合作撰写了一篇会议论文，该论文最近在“应用人类因素和人类工效学”国际会议上获得了“人类因素和模拟领域”的最佳论文。

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