أحد الأبعاد اختبار تورينج المصافحة على غرار سيارات للاستخبارات

Summary

نقدم اختبار تورينج مثل المصافحة تدار من خلال نظام telerobotic التي تحتجز المحقق قلم الروبوتية والتفاعل مع طرف آخر (بشري أو اصطناعية). نحن نستخدم طريقة الاختيار القسري ، واستخراج مقياسا لتشابه النموذج الاصطناعي لمصافحة الإنسان.

Abstract

في اختبار تورينج ، يعتبر نموذج على الحاسوب الى "التفكير بذكاء" إذا كان يمكن أن تولد الأجوبة التي لا يمكن تمييزها عن تلك التي لدى الإنسان. ومع ذلك ، يقتصر هذا الاختبار على الجوانب اللغوية للذكاء الآلة. وظيفة البارزة من المخ هو السيطرة على الحركة ، وحركة اليد البشرية هو مظاهرة متطورة من هذه الوظيفة. لذا ، نقترح اختبار تورينج مثل المصافحة ، لصالح المخابرات محرك الجهاز. نحن إدارة الاختبار من خلال نظام telerobotic التي تشارك المحقق في مهمة لعقد القلم الروبوتية والتفاعل مع طرف آخر (بشري أو اصطناعية). بدلا من أن يسأل المحقق ما اذا كان الطرف الآخر هو شخص أو برنامج كمبيوتر ، ونحن توظيف اثنين طريقة اختيار بديل القسري والتي تطلب من اثنين من النظم هو اكثر انسانية شبيهة. نحن استخراج الكمية لكل الصف وفقا لنموذج التشابه بينه وبين حركة الإنسان والمصافحة عليه اسم "نموذج الإنسان ، الشبه الصف" (MHLG). نقدم ثلاث طرق لتقدير MHLG. (ط) عن طريق حساب نسبة من الإجابات الموضوعات "أن هذا النموذج هو أكثر إنسانية من مثل الإنسان ، (الثاني) مبالغ المقارنة بين اثنين من المرجح المصافحات الإنسان والنموذج الذي يصلح منحنى النفسي وانتزاع نقطة المساواة ذاتية (PSE ) ، (ج) حسب نموذج معين مقارنة مع مبلغ مرجح للإشارة الإنسان وعشوائي ، ونحن تناسب منحنى البسيخومتري إلى إجابات المحقق واستخراج سوق فلسطين للوزن الانسان في المجموع الموزون. تماما ، ونحن نقدم على بروتوكول لاختبار النماذج الحسابية للمصافحة الإنسان. نعتقد أن بناء النموذج هو خطوة ضرورية في فهم أي ظاهرة ، وفي هذه الحالة ، في فهم الآليات العصبية المسؤولة عن جيل من المصافحة الإنسان.

Protocol

1. إعداد النظام

1. متطلبات الأجهزة :
   • PHANTOM سطح المكتب اثنين من الروبوتات من قبل SensAble شركة فيا للتكنولوجيا
   • 2 بطاقات الموازية.
   • متطلبات النظام الحد الأدنى : إنتل أو أجهزة الكمبيوتر القائم على معالج AMD ؛ يندوز 2000/XP ، 250 ميغابايت من مساحة القرص.
2. متطلبات البرنامج :
   • سائق
     تحميل برامج التشغيل من موقع SensAble التكنولوجيات http://www.sensable.com الكمبيوتر وفقا لنظام التشغيل.
   • H3DAPI -
     تحميل شفرة المصدر H3DAPI وتثبيت وفقا للتعليمات التثبيت المعروضة في الفرع تجول في http://www.h3dapi.org/modules/mediawiki/index.php/H3DAPI_Installation
     قمنا بتحديث رمز لتناسب متطلباتنا التي لم تتحقق في رمز القائمة. ويمكن تحميل الملفات المحدثة من موقع البطولة مصافحة http://www.bgu.ac.il/ ~ akarniel / مصافحة / / index.html و
     يجب وضع كل ملف في المجلد المناسب كما هو موضح في الموقع أعلاه.
     بعد إجراء التغييرات ، وتنزيل CMake ترجمة التعليمات البرمجية. يمكن العثور على تعليمات في تجميع http://www.h3dapi.org/modules/mediawiki/index.php/H3DAPI_Installation
   • X3D والثعبان
     • تحميل بيثون 2.5 من http://www.python.org/download/releases/2.5.5/
     • تحميل رموز الثعبان وX3D من موقع التعارف ووضع الملفات في دليل رمز مخصص ، على سبيل المثال : "C : \ codeDirectory"
     • يجب أن يكتب كل نموذج قوة المصافحة بيثون في ملف منفصل. انظر الشكل 1 للحصول على مثال لنموذج القوة الربيع.
   • psignifit الأدوات الإصدار 2.5.6 للمطلب ، وهي متاحة على http://www.bootstrap-software.org/psignifit/

الشكل 1. ظيفة القوة في بيثون. مثال على نموذج القوة الربيع عن المصافحة

2. البروتوكول التجريبي

• فتح نافذة الأوامر والتغيير إلى الدليل رمز بيثون وX3D بكتابة : CD C : \ codeDirectory.
• إنشاء مجلد مع أسماء الموضوعات "في C : \ codesDirectory.
• من أجل تشغيل نوع التجربة : h3dload code_name.x3d.
• إنشاء ملف جديد بشكل عشوائي عن طريق كتابة : random_file_name.txt. ملف عشوائي يحدد الترتيب الذي تظهر المصافحة مختلفة.
• إدخال أسماء الموضوعات "تماما كما في المجلد تم إنشاؤها مسبقا.
• التالية المفهوم الأصلي للاختبار تورينج الكلاسيكية ، كل تجربة يتكون من 3 كيانات : من حقوق الإنسان وجهاز كمبيوتر ، والمحقق ملف. موضوعين (البشرية والمحقق) في كل قلم من الاستمرار على جهاز واحد لمسي فانتوم وتوليد حركات المصافحة. وطلب منهم اتباع التعليمات التي تظهر على الشاشة (على سبيل المثال : "الصحافة أعلى الصفحة لمصافحة أولى") ، على أن تطبق قوات المصافحة. في كل من الأساليب التالية ، كل محاكمة يتكون من 2 مصافحات ، ويطلب من الموضوعات مقارنة بينهما. الكمبيوتر هو نموذج محاكاة المصافحة الذي يولد قوة إشارة بوصفها وظيفة من الزمن ، وموقف واحد ومن ناحية الأبعاد ومشتقاته.
  (1) F _نموذج (ر) = Φ [س (ر) ، ر] 0 ر ≤ ≤ T
  F [س ، ر] لتقف على أي مشغل السببية ، على سبيل المثال ، غير الخطية الوقت متفاوتة النموذج الميكانيكي لحركة one القلم الأبعاد ، و T هي مدة المصافحة. في الدراسة الحالية T = 5 ثوان.

1. إجراء "نقية" اختبار واحتساب درجة التشابه نموذج الإنسان MHLG _ع
   التجربة تبدأ المحاكمات في 12 الممارسة فيه كل المصافحات (ن = 24) والإنسان ، ان هذه المواد ببساطة يهز يديه مع بعضها البعض من خلال نظام telerobotic. الغرض من هذه التجارب الممارسة حتى يتسنى للمشاركين التعرف بمصافحة الإنسان في النظام.
   في التجربة ، ما قارنا نماذج حاسوبية الأربعة. كل كتلة تجريبي يتكون من 4 المحاكمات التي قارنا 4 نماذج اختبار لمصافحة الإنسان. واحدة من المصافحات في كل محاكمة هو التفاعل مع القوة المتولدة من واحدة من أربعة نماذج (كمبيوتر) ، والآخر هو مع الإنسان (الموضوع الثاني). لذلك ، لأن كلا من الموضوعات وظيفة البشر والمحققين. ترتيب محاكمات داخل كل كتلة عشوائي ومحددة سلفا. كل تجربة يتكون من 10 كتل ، بحيث يتكرر كل مصافحة الكمبيوتر 10 مرات. وبلو الأولي unanalyzedيضاف المسيخ العامة للتعارف مع النظام ومهمة.
   لكل نموذج ، ويتم احتساب نسبة المصافحات في هذا الموضوع الذي يختار النموذج على مدى المصافحة المصافحة الإنسان أشبه البشرية ، لتوفير القيمة التي هي 0.5 عند نموذج لا يمكن تمييزه من منظور حقوق الإنسان. نضرب هذه القيمة من قبل اثنين من أجل الحصول _ع MHLG ، بحيث MHLG = 0 هو بوضوح غير البشرية مثل وMHLG = 1 يعني أن المصافحة اختبار لا يمكن تمييزه من المصافحة الإنسان.
2. إجراء "مرجح الإنسان طراز" اختبار النموذج واحتساب الدرجة مثاله الإنسان MHLG _ث
   في هذا البروتوكول ، ليس هناك سوى موضوع واحد المحققين. وظائف أخرى خاضعة للكيان الإنسان في المصافحة.
   التجربة تبدأ المحاكمات في 30 الممارسة التي المحقق تجارب بعضها مصافحة الإنسان واحد في كل مصافحة الكمبيوتر المحاكمة. في نهاية المحاكمة أنهم طلب منهم أن يختاروا أي من المصافحات 2 كانت المصافحة الإنسان. إذا نجحوا في ذلك ، يعرض على الشاشة "تصحيح!" ، و "! خاطئة" اذا لم تختر لمصافحة الحق و رسالة تظهر.
   بعد عرقلة ممارسة تتم التجربة على النحو التالي : محاكمة يتكون من اثنين من المصافحات. في واحدة من المصافحة ، والتحفيز -- المحقق يتفاعل مع مجموعة من القوى التي تأتي من الإنسان ، ونموذجا مصافحة الكمبيوتر.
   (2) F = α _{التحفيز} • + F _{الإنسان} (1 - α _{التحفيز)} • F _{stimulusModel}
   وتوزع بالتساوي α _{التحفيز} 0-1 ، على سبيل المثال :
   _{التحفيز} α = {0 ، 0.142 ، 0.284 ، 0.426 ، 0.568 ، 0.710 ، 0.852 ، 1}
   المصافحة الأخرى -- المرجع -- هو مزيج من القوى الثابتة الناتجة عن الإنسان والنموذج المرجعي :
   (3) F = α _{المرجعية} • + F _{الإنسان} (1 - α _{المرجعية)} • F _{referenceModel} ؛ α _مرجع = 0.5
   في نهاية كل محاكمة ويطلب من المحقق أن اختيار المصافحة التي شعرت أكثر إنسانية شبيهة.
   في كل تجربة قارنا نماذج اختبار نموذج واحد اثنين والقاعدة.
   كل كتلة تجريبي يتكون من 24 محاكمات تضم كل من المجموعات الخطية من التحفيز والانسان (eq. 2) لكل من مجموعات نموذج 3 :
   
   ترتيب محاكمات داخل كل كتلة عشوائي ومحددة سلفا. كل تجربة يتكون من 10 كتل ، بحيث يتكرر كل مجموعة 10 مرات. إضافة لبنة أولية unanalyzed العامة للتعارف مع النظام ومهمة.
   نحن تناسب وظيفة لوجستية البسيخومتري ¹ إلى إجابات المحقق باستخدام الأدوات الإصدار 2.5.6 psignifit للمطلب ، وهي متاحة على http://www.bootstrap-software.org/psignifit/ ، مع احتمال تقييد أسلوب الحد الأقصى لتقدير المعلمات ، والعثور على فترات الثقة من جانب التحيز وتصحيح طريقة تسريع التمهيد (BCA). منحنى يعرض احتمال المحقق للرد على هذا التحفيز هو المصافحة أكثر إنسانية مثل ، بوصفها وظيفة من _{التحفيز} α -- α _{المرجعية.} يتم استخراج نقطة المساواة ذاتية (PSE) من مستوى عتبة 0.5 المنحنى النفسي ، مما يدل على الفرق بين _{التحفيز} وα α _{المرجعية} التي ينظر إليها على أن تكون المصافحة الإنسان على قدم المساواة مثل. يستخدم لحساب PSE _ث MHLG فقا لما يلي :
   (4) MHLG _ث = 0.5 - PSE
   نموذج الذي ينظر إليه على أنه ومثل البشر كنموذج المرجعية تعطي قيمة _ث MHLG 0.5. النماذج التي ينظر إليها على أنها أقل أو أكبر قدر ممكن من البشر مثل العائد MHLG القيم _ث 0 أو 1 على التوالي.
3. إجراء "الضوضاء وأضاف" اختبار النموذج واحتساب الدرجة مثاله الإنسان MHLG _ن
   على نحو مماثل لاختبار نموذج مرجح البشرية ، ليس هناك سوى موضوع واحد المحققين. وظائف أخرى خاضعة للكيان الإنسان في المصافحة. كتلة الممارسة هي أيضا في نفس الطريقة السابقة.
   بعد هذه الممارسة ، في واحدة من المصافحات 2 -- التحفيز -- المحقق تتفاعل مع جهاز كمبيوتر طراز المصافحة.
   المصافحة الأخرى -- المرجع -- هو القوة المتولدة من مزيج من ضجيج البشر والأبيض مع مجموعة الترددات التي تمت تصفيتها وفقا للترددات التي تظهر في مصافحة الإنسان.
   (5) = F α • + F _{الإنسان} (1 - α) • F _{الضوضاء} ؛
   وتوزع بالتساوي α 0-1 ، على سبيل المثال :
   α = {0 ، 0.142 ، 0.284 ، 0.426 ، 0.568 ، 0.710 ، 0.852 ، 1}
   في نهاية كل محاكمة ويطلب من المحقق أن اختيار المصافحة التي شعرت أكثر إنسانية شبيهة.
   بنيت التجربة في الطريق نفسه مو الموزونبني البشر دل الاختبار المذكورة أعلاه. ومع ذلك ، في حين يتم تنفيذ المعايرة في اختبار الإنسان طراز المرجح بمقارنة تركيبات مختلفة من قاعدة نموذجية لمزيج من إصلاح نفسها ، في هذه التجربة النموذج الأساسي هو بديل عن الضوضاء.
   يتم استخراج PSE من منحنى النفسية ويحدد _ن MHLG
   (6) MHLG _ن = 1 - PSE
   النماذج التي ينظر إليها على أنها أقل أو أكبر قدر ممكن من البشر مثل العائد MHLG _ن القيم 0 أو 1 على التوالي.

3. ممثل النتائج :

الشكل 2 يوضح نتائج موضوع واحد لكل من الأساليب 3. نماذج اختبار في جميع التجارب الثلاث ، هي نماذج KB1 اللزجة 2 : ربيع K = 50 نيوتن / متر ، B = 2 المثبط NS / م ؛ KB2 : ربيع K = 20 نيوتن / متر ، B = 1.3 المثبط NS / متر. في اختبار النموذج المرجح البشر ، يتم تقييم _ث MHLG بمقارنة كل من نماذج اختبار لنموذج قاعدة مرنة K = 50 غ / م

الشكل 2. القيم MHLG نماذج اللزجة الأمرين بحسب و"نقية" بروتوكول الاختبار (أ) ، و "النموذج البشري بروتوكول مرجح" (ب) و "ضجيج واضاف" بروتوكول (ج). أشرطة الخطأ في الفقرة (ب) و (ج) تمثل فترات الثقة منحنيات البسيخومتري. أشرطة سوداء تمثل الدرجات MHLG للنماذج ، وتمثل تلك القضبان الرمادية من طراز قاعدة في (ب) والضوضاء في (ج).

أظهرت النتائج أن ينظر إلى نموذج KB2 اللزجة وأكثر إنسانية من مثل KB1 اللزجة النموذج الآخر باستخدام جميع أساليب التقييم الثلاثة.

Discussion

قدمنا ​​بروتوكول جديد لاختبار اضطر للاختيار مثل المصافحة تورينج تدار عن طريق نظام telerobotic بسيطة. هذا البروتوكول هو منبر لمقارنة نماذج مصافحة اصطناعية ، وليس منبرا لتحديد الشبه الإنسان المطلقة. وقدم هذا البروتوكول في المؤتمرات القليلة ^2-5

وقد أظهرت لنا هنا أن هذا الاختبار هو مفيد في العثور على المعلمات من الخصائص السلبية للحركة التي توفر معظم البشرية مثل الشعور. ويمكن استخدامه في إجراء مزيد من الدراسات من أجل تطوير نموذج للمصافحة والتي سوف تكون على غرار الإنسان ممكن. وسوف نستخدم هذا المنبر في أول بطولة تورينج مثل المصافحة والتي ستقام في صيف 2011 [ http://www.bgu.ac.il/ ~ akarniel / مصافحة / index.html و ]] ، حيث سيتم النماذج المتنافسة متدرج لمثاله الإنسان. وينبغي النظر في النموذج النهائي على الارجح وقتا nonlinearities متفاوتة طبيعة مقاومة الإنسان ²¹ ، والتكيف المتبادل مع المحقق وجوانب أخرى كثيرة من المصافحة من حقوق الإنسان الطبيعية التي ينبغي اختبارها والمرتبة باستخدام هذا الاختيار القسري اختبار تورينج مثل المصافحة.

الاختبار المقترح هو أحد الأبعاد وتنفيذ طريق واجهة telerobotic ، وبالتالي فهي محدودة : فهو يخفي جوانب كثيرة من مصافحة مثل المعلومات عن طريق اللمس ودرجة الحرارة والرطوبة ، واستيعاب القوى. ومع ذلك ، في العديد من الدراسات كان يستخدم واجهة لاستكشاف telerobotic المصافحات ^11/06 وغيره من أشكال التفاعل بين الإنسان ^و12 الإنسان. بالإضافة إلى ذلك ، في هذا الإصدار من اختبار ، ونحن لم تنظر في مدة المصافحة ، وبدء والإفراج مرات وطبيعتها المتعددة الأبعاد ومسارات اليدين قبل وبعد الاتصال الجسدي. هناك أيضا العديد من أنواع المصافحات اعتمادا على نوع الجنس والثقافة للشخص ^13-14 ، وبالتالي ، يمكن للمرء أن لا نتوقع أن تولد النموذج الأمثل واحد مثل المصافحة الإنسان. ومع ذلك ، فإننا نعتقد أن بساطة اختبار المقترح هو ميزة ، على الأقل في هذه المرحلة الأولية من الدراسة. مرة واحدة تتميز بشكل صحيح على الميزات الرئيسية لمصافحة احد من هذه الأبعاد يمكن أن ننتقل إلى النظر في هذه القيود وتوسيع نطاق الاختبار وفقا لذلك.

وتجدر الإشارة إلى أنه يمكن عكس اختبار تورينج مثل المصافحة ، مع جهاز الكمبيوتر بدلا من الشخص الذي يجري على سؤال حول هوية الطرف الآخر. في هذا الإطار ، فإننا نرى ما يلي فرضية عكس المصافحة : الغرض من التحقيق هو مصافحة اليد تهتز ، وطبقا لفرضية عكس المصافحة ، الخوارزمية الأمثل المصافحة -- وسوف -- بمعنى أنه سيكون من تمييزه عن مصافحة الإنسان تيسير أفضل للتمييز بين الناس والآلات. وبعبارة أخرى ، سوف تحقق أفضل نموذج من هذا القبيل أن المصافحة المصنف ضبطها بشكل مناسب ويمكن التمييز بين الإنسان والآلة المصافحات.

إذا كانت الفرضية صحيحة عكس المصافحة بل انها تعطي التطبيقات السريرية لاختبار لنا : تحديد العاهات الحركية في الأشخاص الذين يعانون من العصبية الحركية المتصلة مختلف الاضطرابات ، مثل الشلل الدماغي (CP). وقد أظهرت الدراسات السابقة الاختلافات في المعايير الحركية بين المرضى والأصحاء CP عندما يؤدون حركات التوصل ^15-16. نحن أظهرت مؤخرا أن خصائص الحركات تختلف بين الأفراد الأصحاء والأفراد يعانون من الشلل الدماغي عند المصافحة من خلال نظام telerobotic ^4. هذه النتائج تعزز مطالبتنا التي يمكن تمييزها ذوي العاهات الحركية من الأشخاص الأصحاء من خلال دراسة واستكشاف حركة مصافحة كل فرد. وينبغي للمرء أن يلاحظ أيضا أن الاختبار ناقش هنا هو اختبار الإدراك الحسي والدراسات الحديثة التمييز بين التصور والعمل ^17-20. الدراسات المستقبلية يجب استكشاف ثلاثة إصدارات للاختبار من أجل إجراء تقييم دقيق لطبيعة الإنسان مصافحة مثل : (1) اختبار نفسي للتشابه المتصورة ، (2) في السلوك الحركي اختبار (اختبار motormetric) التي سوف تستكشف المحرك رد فعل المحقق الذي قد يختلف عن تعريفه / التشابه ينظر لها معرفيا ، (3) والممي النهائي الأمثل الذي يسعى إلى التمييز بين الإنسان والآلة مصافحات على أساس القوة والمسارات الموقف.

بعبارات عامة ، فإننا نؤكد أن فهم نظام التحكم في المحركات هو شرط ضروري لفهم وظائف الدماغ ، ويمكن أن يدل على أن مثل هذا التفاهم من خلال بناء الروبوت يمكن تمييزه من منظور حقوق الإنسان. الدراسة الحالية تركز على المصافحة عبر نظام telerobotic. فإننا نؤكد أنه من خلال ترتيب الفرضيات العلمية السائدة حول طبيعة الإنسان ناحية مراقبة الحركة باستخدام المقترحة اختبار تورينج مثل المصافحة ، ونحنوينبغي أن يكون قادرا على استخراج الخصائص البارزة للسيطرة الحركي عند الإنسان ، أو على الأقل الخصائص البارزة المطلوبة لبناء ذيلا المصطنعة التي لا يمكن تمييزه من ذراع الإنسان.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Two PHANTOM desktop robots	SensAble, Geomagic		2 Parallel cards Minimum system requirements: Intel or AMD-based PCs; Windows 2000/XP, 250 MB of disc space
SensAble technologies Drivers	SensAble, Geomagic		http://www.sensable.com
H3DAPI source code	H3DAPI		http://www.h3dapi.org/modules/mediawiki/index.php/H3DAPI_Installation
Python 2.5	Python Products		http://www.python.org/download/releases/2.5.5/
x3d codes
psignifit toolbox version 2.5.6	Matlab		http://www.bootstrap-software.org/psignifit/