Perceived Safety

Auch genannt: subjective safety
Kategorie: Control › Human in the loop
Schlagwörter: human-robot-interaction, safety, user-studies, trust, evaluation

Wie sicher, ruhig und unbedroht sich ein Mensch fühlt, wenn er mit einem Roboter interagiert oder sich in seiner Nähe befindet, im Unterschied dazu, wie sicher der Roboter objektiv ist.

Definition

Wahrgenommene Sicherheit (Perceived safety) ist das subjektive Gefühl eines Menschen, in der Nähe eines Roboters sicher zu sein: das Fehlen von Angst, Stress oder einem Gefühl der Bedrohung während einer tatsächlichen oder vorgestellten Interaktion. Ihr Gegenteil, die wahrgenommene Gefahr, ist die Erwartung, dass die Interaktion Schaden verursachen könnte. Wahrgenommene Sicherheit ist von physischer Sicherheit getrennt. Ein Roboter kann so ausgelegt sein, dass er strenge Kraft- und Geschwindigkeitsgrenzen einhält, und Menschen trotzdem anspannen, und ein Roboter kann harmlos aussehen und dennoch echte Risiken bergen.

Viele Faktoren prägen die wahrgenommene Sicherheit. Bewegungseigenschaften gehören zu den stärksten: Geschwindigkeit, Beschleunigung, wie nah der Roboter kommt, die Annäherungsrichtung und ob seine Bewegung glatt und vorhersehbar ist. Größe, Aussehen und Geräusche des Roboters spielen ebenfalls eine Rolle sowie die Frage, ob er seine Absichten durch Lichter, Blick oder lesbare Bewegung signalisiert, ebenso die Erfahrung des Menschen mit Robotern, seine Kontrolle über die Interaktion und sein Vertrauen in das System. Wahrgenommene Sicherheit verändert sich tendenziell mit der Gewöhnung, was sie anfällig für Neuheitseffekte macht.

Sie wird auf drei Hauptarten gemessen. Fragebögen bitten Menschen, ihre Gefühle zu bewerten, zum Beispiel die Subskala zur wahrgenommenen Sicherheit des Godspeed-Fragebogens oder neuere eigens entwickelte Skalen für wahrgenommene Gefahr. Physiologische Maße wie Hautleitfähigkeit und Herzfrequenz erfassen die Erregung während der Interaktion. Verhaltensmaße betrachten, was Menschen tun: wie weit entfernt sie stehen, ob sie zögern, zusammenzucken oder ihre eigene Arbeit verlangsamen. Jedes hat Schwächen, daher kombinieren Studien sie oft.

Warum es wichtig ist

Menschen, die sich in der Nähe eines Roboters unsicher fühlen, arbeiten langsamer, halten Abstand, meiden seine Nutzung oder lehnen ihn ganz ab, selbst wenn der Roboter physisch sicher ist. Neben der physischen Sicherheit auch auf wahrgenommene Sicherheit hin zu entwerfen, ist daher notwendig, damit kollaborative, Service- und Assistenzroboter in der Praxis nützlich sind.

Wichtige Anwendungen

Abstimmen von Geschwindigkeit, Abstand und Annäherungsbahnen kollaborativer und mobiler Roboter
Bewertung der Nutzererfahrung in Studien zur Mensch-Roboter-Interaktion
Gestaltung von Absichtssignalen wie Lichtern, Tönen und lesbarer Bewegung
Akzeptanzstudien für Assistenz-, Pflege- und Serviceroboter
Vergleich von Roboterentwürfen oder -verhalten vor dem Einsatz

In der Praxis

Ein Team, das einen mobilen Manipulator in einem Krankenhausflur einsetzt, testet drei Annäherungsverhalten: eine direkte Bahn mit normaler Geschwindigkeit, eine langsamere Bahn und eine Bahn, die in einem Bogen von vorn heranführt und vor dem Ausstrecken des Arms kurz innehält. Jede teilnehmende Person erlebt alle drei in zufälliger Reihenfolge und trägt dabei ein Armband, das die Hautleitfähigkeit aufzeichnet, und bewertet danach jedes Verhalten mit einem Fragebogen zur wahrgenommenen Sicherheit. Das Team misst außerdem, wie weit die Teilnehmenden zurücktreten. Die gebogene, langsamere Annäherung mit Pause erhält die besten Bewertungen und das geringste Zurückweichen, daher wird sie zum Standardverhalten in der Nähe von Menschen, während schnellere Bewegungen für leere Flure beibehalten werden.

Häufige Missverständnisse

Wenn ein Roboter die Sicherheitsnormen erfüllt, fühlen sich Menschen sicher — die Einhaltung physischer Sicherheitsanforderungen garantiert nicht, dass sich Nutzer wohlfühlen
Wahrgenommene Sicherheit hängt nur vom Roboter ab — Erfahrung, Kontrollgefühl und Kontext des Menschen beeinflussen sie stark
Ein einziges Fragebogenitem reicht, um sie zu messen — kurze Skalen können unzuverlässig sein, daher kombinieren Studien oft validierte Skalen mit Verhaltens- und physiologischen Daten
Wahrgenommene Sicherheit bleibt konstant — sie verändert sich oft, wenn Menschen mit einem Roboter vertraut werden

Wer das wissen sollte

HRI-Forschende, die Nutzerstudien entwerfen
Ingenieure, die Bewegungen in der Nähe von Menschen abstimmen
Produktdesigner von Service- und Assistenzrobotern
Sicherheitsingenieure, die an kollaborativen Arbeitsplätzen arbeiten

Open Source Robotics