Peter Werkhoven

Onderzoeksgebied

In mijn onderzoek en onderwijs houd ik me bezig met de menselijke waarneming en interactie in computergesimuleerde werelden, en dan met name met:

• Tactiele interfaces en interfaces tussen de hersenen en een computer om te navigeren in gesimuleerde werelden, bijvoorbeeld: Hoe kun je zien met je huid? Hoe kun je je avatar in een game laten bewegen met alleen je gedachten?
• Emotie, stress en zeggenschap over het lichaam in een augmented reality, bijvoorbeeld: Hoe kun je je stressniveau meten en regelen tijdens het gamen? Hoe kun je het doel van een game designer reconstrueren op basis van de kenmerken van het spel? Hoe kun je een virtuele arm of robotarm laten aanvoelen of aansturen alsof het je eigen arm is?
• Zinvolle aansturing van autonome intelligente systemen, bijvoorbeeld: Hoe vertel je autonome (super)intelligente systemen wat ze moeten doen, waarbij ze zich houden aan 'menselijke waarden'? Dit onderzoek is relevant voor meerdere toepassingsgebieden, zoals effectieve trainingssimulatoren, intuïtieve handelingen op afstand en de verantwoorde ontwikkeling van AI-systemen.

Deze toepassingsgebieden sluiten aan op de TNO-roadmaps 'Operaties en menselijke factoren' en 'Maritiem en offshore' (telerobotica) en voor de Early Research Programs 'i-Botics' en 'Artificiële Intelligentie' van TNO.

Recente resultaten

• Het onderzoek naar stressbeheersing in serieuze games (promotie van Benny van der Vijgh) leidde tot GASICA, een systeem voor geautomatiseerde beheersing van het stressniveau tijdens therapie en training. Het systeem is door TNO toegepast in trainingssimulatoren voor het leger.
• Het onderzoek naar regie over het eigen lichaam (promotie van Nina Rosa) levert input voor het ontwerp van het demonstratiemodel van een robot voor telemanipulatie dat in het kader van het i-Botics-programma werd ontwikkeld. In haar promotieonderzoek kijkt Nina Rosa naar de uitvoering van taken door mensen in een augmented reality wanneer ze een virtuele hand aansturen (met verschillende mate van overeenstemming met de echte hand). Ze toonde aan dat body ownership ('Dit is mijn hand') en beheersing ('Ik stuur de hand aan') invloed hebben op de uitvoering van taken. Deze kennis is relevant voor het ontwerp van het demonstratiemodel van een robot voor telemanipulatie dat in het kader van het i-Botics-programma werd ontwikkeld.
• Uit het promotieonderzoek van Sjors Martens is gebleken dat een nagestreefd model van een stad in een game kan worden gereconstrueerd door middel van analyse van de actieruimte van een game. Deze zogenoemde FIT-methode kan worden gebruikt om het ontwerp van stadsgames te verbeteren.
• Het promotieonderzoek van Nadisha-Marie Aliman gaat over de zogenoemde AI-veiligheidsparadox. Ze presenteert hierin een systeemengineering-aanpak die ze 'Orthogonality-based disentanglement of responsibilities for ethical intelligent systems' noemt, en die bedoeld is om zowel het aansturingsprobleem als het probleem van overeenstemming met morele waarden op te lossen. Bij deze aanpak zijn fabrikanten verantwoordelijk voor de veiligheid van de intelligente systemen. Ze kunnen deze realiseren door middel van een op nut gebaseerde aanpak met hybride 'zelfbewuste' nutsmaximaliseerders die bijvoorbeeld symbolische redenering/planning combineren met sensoren voor deep learning. Aanvullend wordt de wet, als vertegenwoordiging van de gehele maatschappij, gebruikt als basis voor de selectie van openbaar beschikbare en kwantitatief gespecificeerde ethische doelfuncties. Bovendien stelt ze een feedbacklus tussen samenleving en technologie voor waarbij gebruik wordt gemaakt van AI-gestuurde simulaties in een augmented reality voor de uitdagende taak om doelen te specificeren voor AI-systemen. Deze feedbacklus wordt geïllustreerd voor de situatie waarin ethische doelfuncties moeten worden gespecificeerd voor autonome voertuigen.

Begeleiding van promovendi

• Nina Rosa-deJong, topic ‘Multimodality in augmented reality games’ (gefinancierd door NWO)

Belangrijkste publicaties

• Nadisha-Marie Aliman, Leon Kester, Peter Werkhoven and Roman Yampolskiy (2019). Orthogonality-based disentanglement of responsibilities for ethical intelligent systems. Proceedings of the 12th Conference on Artificial General Intelligence (AGI-2019), 6-9 augustus 2019, Shenzhen, China. Doi: 10.1007/978-3-030-27005-6_3.
• Nina Rosa, Jean-Paul van Bommel, Wolfgang Hürst, Tanja Nijboer, Remco Veltkamp and Peter Werkhoven (2019). Embodying an extra virtual body in augmented reality. Proceedings of the 26th IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces, 23-27 maart, Osaka, Japan. Doi: 10.1109/VR.2019.8798055.
• Peter Werkhoven, Leon Kester, & Mark Neerincx (2018). Telling autonomous systems what to do. In Proceedings of the 36th European Conference on Cognitive Ergonomics (ECCE'18). ACM, New York, NY, USA, Article 2. Doi: 10.1145/3232078.3232238.