تُظهر هذه الدراسة أن الدمج متعدد الوسائط لنماذج اللغات الكبيرة ذات التعلم الصفري (وتحديداً Gemini 2.5 Flash) مع نماذج صوتية وبصرية مدربة مسبقاً (Hubert و V-JEPA) يُقدر بفعالية مستوى الألفة المقيم من قبل طرف ثالث في بيئات التفاعل بين الإنسان والروبوت الواقعية، متفوقاً بذلك على النماذج الفردية ومسلطاً الضوء على ضرورة مراعاة التباين السياقي مثل مدة التفاعل وحجم المجموعة.
في عالم التفاعل بين الإنسان والروبوت الصاخب، سعى الباحثون منذ فترة طويلة لإيجاد وسيلة لقياس الخيط غير المرئي الذي يربط الشخص بالآلة. هذا الاتصال، الذي يُطلق عليه غالبًا "الألفة" (rapport)، ليس سمة شخصية ثابتة بل هو شعور ديناميكي ينشأ عندما يولي الطرفان اهتمامًا لبعضهما البعض، وينسقان أفعالهما، ويتشاركان شعورًا بالود. وبينما نجح العلماء في دراسة هذه الرابطة في مختبرات هادئة ومنضبطة حيث يتم التحكم في كل متغير، فإن العالم الحقيقي أكثر فوضوية بكثير. ففي متجر مزدحم أو ساحة عامة، يتنقل الناس في المحادثات وفقًا لسرعتهم الخاصة، وقد تتجمع مجموعات من الأصدقاء حول روبوت في آن واحد، ولا يُجبر أحد على البقاء. والسؤال المركزي للروبوتات الحديثة هو ما إذا كانت الأدوات المستخدمة لقياس الاتصال في المختبر لا تزال صالحة للعمل عندما تكون البيئة غير خاضعة للسيطرة ويكون المشاركون أحرارًا في المغادرة متى شاؤوا.
وللإجابة على ذلك، قام فريق من الباحثين بوضع روبوت اجتماعي في صيدلية يابانية، وهو إعداد حيث يمكن للزبائن الاقتراب بحرية دون أي تعليمات مسبقة. وعلى مدار ستة أيام، انخرط الروبوت، وهو مجسم صغير موضوع على طاولة يدعى "سوتا"، في محادثات عابرة مع الزوار بينما كان مشغل بشري يوجه كلامه وإيماءاته من مسافة بعيدة. سجل الفريق 62 من هذه التفاعلات، حيث وثقوا الفيديو والصوت لأشخاص تراوحت حالاتهم بين المتسوقين المنفردين ومجموعات صغيرة من الأصدقاء. ثم طلبوا من ثلاثة حكام بشريين مستقلين مشاهدة التسجيلات وتقييم جودة العلاقة بين كل شخص والروبوت باستخدام مقياس معياري. قاس هذا المقياس مدى الانتباه والتنسيق في التفاعل، مما وفر درجة موثوقة للألفة التي تحققت في كل لحظة.
ومع امتلاك هذه البيانات من العالم الحقيقي، اختبر الباحثون ما إذا كانت الحواسيب يمكنها تعلم التنبؤ بتقييمات البشر هذه تلقائيًا. وقارنوا بين نهجين مختلفين. استخدم النهج الأول نماذج حاسوبية متخصصة تم تدريبها على كميات هائلة من البيانات النصية والصوتية والمرئية لاستخراج سمات محددة من التسجيلات. أما النهج الثاني فقد استعان بأنظمة ذكاء اصطناعي قوية وعامة الأغراض تُعرف بنماذج اللغات الكبيرة. أُعطيت هذه الأنظمة نصوص المحادثات، وفي بعض الحالات ملفات الصوت والفيديو، وطُلب منها أن تعمل كحكم طرف ثالث لتقييم الألفة نفسها، تمامًا كما فعل الخبراء البشر.
وكشفت النتائج عن قوة مفاجئة للذكاء الاصطناعي عام الأغراض. فعند تزويدها بنص المحادثة فقط، أدى أحد هذه النماذج الكبيرة أداءً استثنائيًا، حيث التقط الفروق الدقيقة في التفاعل بشكل أفضل من النماذج المتخصصة التي اعتمدت على البيانات الصوتية أو المرئية وحدها. كان بإمكان النسخة التي تعتمد على النص فقط من هذا النموذج التنبؤ بدرجات الألفة بدقة عالية، مما يشير إلى أن الكلمات التي يستخدمها الناس وتدفق محادثتهم يحملان أهم القرائن حول اتصالهم بالروبوت. ومع ذلك، لم تكن النماذج المتخصصة عديمة الفائدة؛ فقد وجد الباحثون أنه بينما كان النموذج القائم على النص قويًا، إلا أنه أغفل بعض التفاصيل التي استطاعت النماذج الصوتية والمرئية رصدها. وعندما دمج الباحثون تنبؤات النموذج القائم على النص مع تنبؤات النماذج الصوتية والمرئية، كانت النتيجة هي النظام الأكثر دقة على الإطلاق. لقد تفوق هذا النهج المدمج على أي طريقة منفردة، مما يشير إلى أن أنواع البيانات المختلفة تقدم رؤى تكاملية بدلاً من كونها رؤى متنافسة.
كما سلطت الدراسة الضوء على كيفية تأثير طول التفاعل وعدد الأشخاص المشاركين على القدرة على قياس الألفة. ففي البيئة المنضبطة للمختبر، غالبًا ما تكون التفاعلات طويلة وتضم شخصين فقط. أما في الصيدلية، فقد كانت التفاعلات قصيرة، بمتوسط قدره 51 ثانية تقريبًا، وغالبًا ما تضمنت انضمام عدة أشخاص. ووجد الباحثون أن النماذج المتخصصة واجهت صعوبة أكبر مع زيادة عدد المشاركين، ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن ديناميكيات المحادثة الجماعية جعلت من الصعب عزل الإشارات الفردية. في المقابل، ظل نموذج الذكاء الاصطناعي عام الأغراض قويًا، محافظًا على دقته العالية حتى عندما كان ثلاثة أشخاص يتحدثون إلى الروبوت في وقت واحد. وهذا يشير إلى أن هذه الأنظمة المتقدمة مجهزة بشكل أفضل للتعامل مع الطبيعة الفوضوية ومتعددة الأشخاص للقاءات الواقعية مقارنة بالطرق التقليدية المطورة للمختبر.
في نهاية المطاف، يوضح هذا العمل أن تقدير جودة العلاقات بين الإنسان والروبوت في العالم الحقيقي أمر ممكن، ولكنه يتطلب استراتيجية مختلفة عما تم استخدامه في الماضي. وتشير النتائج إلى أن الاعتماد فقط على النماذج المتخصصة المدربة لمهام محددة قد لا يكون كافيًا عندما يكون المستخدمون أحرارًا في الانخراط والانسحاب كما يشاءون. وبدلاً من ذلك، فإن النهج الهجين الذي يستفيد من الفهم الواسع للذكاء الاصطناعي العام مع تعزيزه بإشارات صوتية ومرئية محددة يقدم المسار الأكثر موثوقية للمضي قدمًا. وتعد هذه الرؤية حاسمة لمستقبل الروبوتات الاجتماعية، حيث تشير إلى أنظمة يمكنها حقًا التكيف مع الطبيعة غير المتوقعة والمتنوعة للحياة البشرية في الأماكن العامة.
ملخص تقني: تقدير الألفة متعدد الوسائط في التفاعل بين الإنسان والروبوت في العالم الحقيقي
بيان المشكلة يمثل تقييم جودة التفاعل في بيئات التفاعل بين الإنسان والروبوت (HRI) في العالم الحقيقي تحدياً كبيراً يختلف عن الإعدادات المختبرية المحكومة. في بيئات العالم الحقيقي، مثل مساحات التجزئة، تكون التفاعلات غير خاضعة للسيطرة: حيث يمكن للمستخدمين الانفصال عن التفاعل في أي وقت، وتتفاوت مدة التفاعل بشكل كبير، كما يحدث التفاعل متعدد الأطراف بشكل طبيعي. تعتمد طرق التقييم الآلية الحالية، التي طُورت غالباً في المختبرات، على ظروف مقيدة حيث يتم تنظيم سلوك المشاركين وتدفق المحادثة. ولا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هذه الطرق قابلة للتعميم في عمليات النشر في العالم الحقيقي. تعالج هذه الدراسة الفجوة في التقدير الآلي لجودة التفاعل — وتحديداً الألفة (Rapport) — في سيناريوهات التفاعل بين الإنسان والروبوت في العالم الحقيقي غير الخاضعة للسيطرة باستخدام بيانات متعددة الوسائط.
المنهجية تستخدم الدراسة مجموعة بيانات مكونة من 62 جلسة تفاعل (101 مشاركاً) تم تسجيلها في صيدلية يابانية، حيث تفاعل روبوت اجتماعي يتم التحكم فيه عن بُعد (طريقة ساحر أوز - Wizard of Oz) مع العملاء. تتضمن البيانات تسجيلات متعددة الوسائط (فيديو، وصوت، ونصوص مكتوبة) وتدوينات طرف ثالث لتقدير الألفة.
بناء مجموعة البيانات: من أصل 131 جلسة أولية، تم تطبيق فلاتر لاستبعاد الجلسات التي تضم أربعة مشاركين أو أكثر، أو الأطفال في سن ما قبل المدرسة، أو التي تحتوي على أقل من عبارتين للمستخدم، مما نتج عنه 62 جلسة.
الحقيقة الأرضية (Ground Truth): تم قياس الألفة باستخدام مقياس "الاتصال والتنسيق للألفة" (CCR-8) المكون من ثمانية عناصر، وهو أداة تقييم من طرف ثالث. قام ثلاثة مدونين بتقييم كل تفاعل باستخدام مقياس ليكرت الخماسي. وكان المتغير المستهدف النهائي هو متوسط درجات المدونين الثلاثة. كانت موثوقية المقيمين عالية (ICC(2,3) = 0.85 على المستوى الفردي).
بنى النماذج:
النماذج اللغوية الكبيرة ذات التعلم الصفري (Zero-Shot LLMs): تم توجيه ثلاثة نماذج (GPT-5.4، وClaude Sonnet 4.6، وGemini 2.5 Flash) للعمل كمقيمين من طرف ثالث. تم اختبارها تحت ثلاثة ظروف مدخلات: نص فقط (T)، نص + صوت (T+A)، ونص + صوت + مرئي (T+A+V).
النماذج القائمة على التضمين مسبقة التدريب: تم تدريب نماذج منفصلة لكل وسيط باستخدام مشفرات مسبقة التدفة مجمدة: Sentence-T5-large (ST5) للنص، وHuBERT-large للصوت، وV-JEPA 2.1 للميزات المرئية. استخدمت هذه النماذج آلية تجميع الانتباه الإضافي (additive attention pooling) لتجميع تسلسلات الميزات متغيرة الطول في تضمين تفاعل واحد، متبوعاً برأس انحدار (regression head).
الدمج المتأخر (Late Fusion): تم دمج تنبؤات النماذج المتعددة باستخدام المتوسط غير الموزون.
هدف التدريب: تم استخدام معامل الارتباط التوافقي (CCC) كخسارة تدريب أساسية ومقياس للتقييم لضمان مطابقة التنبؤات لكل من الارتباط الخطي والمتوسط/التباين لدرجات الحقيقة الأرضية.
النتائج الرئيسية قارنت التجارب بين النماذج اللغوية الكبيرة ذات التعلم الصفري، والنماذج القائمة على التضمين الخاضعة للإشراف، ودمجها:
أداء النماذج اللغوية الكبيرة ذات التعلم الصفري: أظهرت النماذج اللغوية الكبيرة أداءً قوياً. حقق نموذج Gemini 2.5 Flash أعلى أداء فردي للنموذج. ومن الجدير بالذكر أن نسخة النص فقط من Gemini 2.5 Flash (T) حققت معامل ارتباط بيرسون مرتفعاً (PCC = 0.665) ومعامل ارتباط توافقي عالٍ (CCC = 0.580)، متفوقة بذلك على جميع النماذج أحادية الوسيط الخاضعة للإشراف.
تكامل الوسائط: بينما كانت النماذج اللغوية المعتمدة على النص قوية، إلا أن نماذج الصوت والمرئيات قدمت معلومات مكملة. تفوق نموذج الصوت (HuBERT) على نماذج النص (ST5) والمرئيات (V-JEPA) في الإعداد الخاضع للإشراف.
أداء الدمج: تم تحقيق أفضل أداء إجمالي من خلال دمج نموذج النص فقط Gemini 2.5 Flash (T) مع نماذج تضمين الصوت (HuBERT) والمرئيات (V-JEPA). حقق هذا النموذج المدمج (Gemini (T) + HuBERT + V-JEPA) أدنى متوسط خطأ مطلق (MAE = 0.471)، وأعلى معامل ارتباط بيرسون (PCC = 0.717)، وأعلى معامل ارتباط توافقي (CCC = 0.656).
التباين السياقي:
مدة التفاعل: أظهرت نماذج النص الخاضعة للإشراف (ST5) انخفاضاً ملحوظاً في الأداء في التفاعلات القصيرة (≤40 ثانية)، بينما ظل المتنبئ القائم على النماذج اللغوية مستقراً عبر ظروف المدة المختلفة.
حجم المجموعة: تراجفت أداء النماذج أحادية الوسيط الخاضعة للإشراف بشكل عام مع زيادة حجم المجموعة (من 1 إلى 3 مشاركين). في المقابل، حافظ المتنبئ القائم على النماذج اللغوية على أداء عالٍ بل وتحسن في التفاعلات ثلاثية الأشخاص (CCC = 0.721)، مما يشير إلى أنه يستفيد من إشارات الخطاب الغنية متعددة الأطراف.
المساهمات الرئيسية
مجموعة بيانات من العالم الحقيقي: أنشأ المؤلفون واحدة من أولى مجموعات بيانات التفاعل بين الإنسان والروبوت في العالم الحقيقي مع تدوينات طرف ثالث للألفة، والتي جُمعت في بيئة تجزئة غير خاضعة للسيطرة، مما يعالج ندرة مثل هذه البيانات خارج المختبرات.
خط أساس متعدد الوسائط: تضع هذه الدراسة خط أساس متعدد الوسائط للتقدير الآلي للألفة في التفاعل بين الإنسان والروبوت في العالم الحقيقي بوساطة "ساحر أوز"، مما يثبت أن دمج تنبؤات النماذج اللغوية الكبيرة ذات التعلم الصفري مع النماذج القائمة على التضمين يؤدي إلى أداء متفوق مقارنة باستخدام أي نهج بمفرده.
التحليل التجريبي: تقدم الورقة تحليلاً تجريبياً للألفة في إعدادات العالم الحقيقي، وتسلط الضوء على كيفية خلق خصائص التفاعل مثل الدخول والخروج الحر والمشاركة متعددة الأطراف لظروف تتحدى النماذج التقليدية الخاضعة للإشراف ولكن يتم التعامل معها بمتانة بواسطة النماذج اللغوية الكبيرة.
الأهمية والادعاءات تدعي الورقة أن التقدير الآلي للألفة (المقاسة من قبل طرف ثالث) في التفاعل بين الإنسان والروبوت في العالم الحقيقي هو أمر ممكن، وأن هذا النهج يتطلب تقييماً وتصميماً للنماذج يأخذ في الاعتبار التباين السياقي بعيداً عن افتراضات المختبر.
يؤكد المؤلفون أنه بينما تعد النماذج اللغوية الكبيرة ذات التعلم الصفري (وتحديداً Gemini 2.5 Flash) متنبئات قائمة بذاتها قوية، إلا أنها ليست بديلاً للبيانات متعددة الوسائط؛ بل إن النماذج اللغوية والنماذج القائمة على التضمين هي تكاملية. إن دمج نموذج لغوي قائم على النص مع نماذج تضمين الصوت والمرئيات يلتقط الإشارات التي يفتقدها النموذج النصي فقط، مما يؤدي إلى تقدير أكثر متانة.
تشير الدراسة بتواضع إلى أن هذه النتائج محددة بالتفاعلات التي تتم بوساطة "ساحر أوز" في سياق ثقافي ياباني، وأن تعميمها على الروبوتات ذاتية القيادة بالكامل أو الإعدادات الثقافية الأخرى يتطلب مزيداً من البحث. بالإضافة إلى ذلك، تركز الدراسة على الألفة القابلة للملاحظة من قبل طرف ثالث بدلاً من الحالات الذاتية الداخلية للمشاركين.