The current study investigated possible human-robot kinaesthetic interaction using a variational recurrent neural network model, called PV-RNN, which is based on the free energy principle. Our prior robotic studies using PV-RNN showed that the nature of interactions between top-down expectation and bottom-up inference is strongly affected by a parameter, called the meta-prior, which regulates the complexity term in free energy.The study also compares the counter force generated when trained transitions are induced by a human experimenter and when untrained transitions are induced. Our experimental results indicated that (1) the human experimenter needs more/less force to induce trained transitions when $w$ is set with larger/smaller values, (2) the human experimenter needs more force to act on the robot when he attempts to induce untrained as opposed to trained movement pattern transitions. Our analysis of time development of essential variables and values in PV-RNN during bodily interaction clarified the mechanism by which gaps in actional intentions between the human experimenter and the robot can be manifested as reaction forces between them.


翻译:本研究使用基于自由能原理的变分递归神经网络模型PV-RNN,探究了可能的人机肌肉感知交互。我们以先前使用PV-RNN对机器人进行的研究为基础,发现自由能中的复杂性项可以通过一个称为元先验的参数来调节,从而显著影响自上而下的期望和自下而上的推理之间的相互作用。该研究还比较了在人类试验者诱导训练过的转移时和未训练的转移时机器人产生的抵抗力。实验结果表明,(1)当$w$的值较大或较小时,人类试验者需要更多或更少的力来诱导训练过的转移;(2)在试图诱导未经训练的移动模式转换时,人类实验者需要更多的力作用于机器人。我们对机器人和人类试验者在身体交互过程中PV-RNN中关键变量和值的时间发展进行了分析,从而阐明了人类试验者和机器人行动意图之间的差距如何表现为它们之间的反作用力。

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