Dinamiche neurali degli esseri umani durante l'interazione con diversi partner artificiali in un compito decisionale

Abstract

Il progetto è focalizzato sull’ analisi delle risposte neuronali degli esseri umani durante l'interazione con partner robotico nel contesto del gioco della caccia al cervo. Quattro soggetti hanno partecipato allo studio, interagendo con un robot in grado di prendere decisioni le cui caratteristiche sono manipolate per rendere il partner collaborativo, randomico e non collaborativo. La domanda centrale che viene posta in questo studio è: ci sono risposte neuronali differenti nei soggetti in base ai diversi comportamenti del robot? L'ipotesi di partenza è che i diversi comportamenti del robot provochino risposte neuronali distinte, riflettendo cambiamenti nel coinvolgimento, nell'attenzione, nella frustrazione e nei processi decisionali. L'obiettivo di questo studio è quindi quello di identificare e analizzare le risposte neuronali, in particolare le variazioni nell'attività EEG associate ai diversi comportamenti del robot. Durante il compito sono stati registrati i segnali EEG che sono stati processati per rimuovere gli artefatti. Successivamente sono stati divisi in epoche relative agli eventi “GO” (fase di scelta) “SCORE” (visualizzazione punteggio). L’elaborazione e l’analisi dei dati raccolti evidenzia come i diversi comportamenti del robot influenzano le decisioni, l’attenzione, il coinvolgimento e la frustrazione dei soggetti. Il comportamento collaborativo aumenta il coinvolgimento e l’attenzione soprattutto nell’evento “SCORE”, quello non collaborativo genera invece frustrazione e disinteresse, quello randomico invece, provoca reazioni diverse: in alcuni soggetti si ha un aumento di coinvolgimento perché il soggetto è incuriosito, in altri soggetti invece, aumenta la frustrazione perché non riescono a prevederne il comportamento.

The project focuses on analyzing the neural responses of humans during interaction with a robotic partner in the context of the stag hunt game. Four participants took part in the study, interacting with a robot capable of making decisions, with its behavior being manipulated to render the partner collaborative, random, or non-collaborative.

The central question posed by this study is: Are there different neural responses in participants depending on the robot's behavior?

The initial hypothesis is that the robot’s different behaviors trigger distinct neural responses, reflecting changes in engagement, attention, frustration, and decision-making processes.

The goal of this study is therefore to identify and analyze neural responses, particularly EEG activity variations associated with the robot’s different behaviors.

During the task, EEG signals were recorded and processed to remove artifacts. These signals were then segmented into epochs corresponding to the "GO" event (decision-making phase) and the "SCORE" event (score display phase).

The processing and analysis of the collected data highlight how the robot’s different behaviors influence participants’ decisions, attention, engagement, and frustration.

The collaborative behavior increases engagement and attention, especially during the "SCORE" event. In contrast, the non-collaborative behavior generates frustration and disinterest. The random behavior, on the other hand, elicits different reactions: in some participants, engagement increases due to curiosity, while in others, frustration rises because they are unable to predict the robot’s behavior.