Paper on Hugging Robots Published

From March 27-29, 2023, the AAAI 2023 Spring Symposia featured the symposium „Socially Responsible AI for Well-being“ by Takashi Kido (Teikyo University, Japan) and Keiki Takadama (The University of Electro-Communications, Japan). This time the venue was exceptionally not Stanford University, but the Hyatt Regency SFO Airport. On March 28, Prof. Dr. Oliver Bendel presented the paper „Increasing Well-being through Robotic Hugs“, written by himself, Andrea Puljic, Robin Heiz, Furkan Tömen, and Ivan De Paola. It has now been published and can be downloaded via ceur-ws.org/Vol-3527/. From the abstract: „This paper addresses the question of how to increase the acceptability of a robot hug and whether such a hug contributes to well-being. It combines the lead author’s own research with pioneering research by Alexis E. Block and Katherine J. Kuchenbecker. First, the basics of this area are laid out with particular attention to the work of the two scientists. The authors then present HUGGIE Project I, which largely consisted of an online survey with nearly 300 participants, followed by HUGGIE Project II, which involved building a hugging robot and testing it on 136 people. At the end, the results are linked to current research by Block and Kuchenbecker, who have equipped their hugging robot with artificial intelligence to better respond to the needs of subjects.“ More information on the conference via aaai.org/conference/spring-symposia/sss23/.

Fig.: The HUGGIE team (without Oliver Bendel)

Preprint on Hugging Robots Published

From March 27-29, 2023, the AAAI 2023 Spring Symposia featured the symposium „Socially Responsible AI for Well-being“ by Takashi Kido (Teikyo University, Japan) and Keiki Takadama (The University of Electro-Communications, Japan). This time the venue was exceptionally not Stanford University, but the Hyatt Regency SFO Airport. On March 28, Prof. Dr. Oliver Bendel presented the paper „Increasing Well-being through Robotic Hugs“, written by himself, Andrea Puljic, Robin Heiz, Furkan Tömen, and Ivan De Paola. The paper has now been published as a preprint and can be downloaded via arxiv.org/abs/2304.14409. From the abstract: „This paper addresses the question of how to increase the acceptability of a robot hug and whether such a hug contributes to well-being. It combines the lead author’s own research with pioneering research by Alexis E. Block and Katherine J. Kuchenbecker. First, the basics of this area are laid out with particular attention to the work of the two scientists. The authors then present HUGGIE Project I, which largely consisted of an online survey with nearly 300 participants, followed by HUGGIE Project II, which involved building a hugging robot and testing it on 136 people. At the end, the results are linked to current research by Block and Kuchenbecker, who have equipped their hugging robot with artificial intelligence to better respond to the needs of subjects.“ More information on the conference via aaai.org/conference/spring-symposia/sss23/.

Fig.: Oliver Bendel during his talk (Photo: Lea Peier)

In den Armen des Roboters

Der 28. März 2023 war der zweite Tag des Symposiums „Socially Responsible AI for Well-being“ im Rahmen der AAAI 2023 Spring Symposia. Veranstaltungsort ist normalerweise die Stanford University. Aus personellen Gründen wurde die Konferenz in diesem Jahr ins Hyatt Regency in San Francisco verlegt. Prof. Dr. Oliver Bendel von der Hochschule für Wirtschaft FHNW stellte am Morgen das Paper „Increasing Well-being through Robotic Hugs“ vor, das von ihm, Andrea Puljic, Robin Heiz, Furkan Tömen und Ivan De Paola verfasst wurde. Das Team hatte einen Umarmungsroboter namens HUGGIE gebaut und an über 130 Probanden getestet. Wärme und Weichheit – dies betonen auch Kuchenbecker und Block – sind wesentlich für die Akzeptanz. Stimme, Geruch und Herzschlag werden sehr unterschiedlich bewertet. Eine weibliche Stimme könnte die Akzeptanz bei einer Umarmung durch den Roboter verbessern. Danach hielten Lea Peier und er ihren Vortrag „How Can Bar Robots Enhance the Well-being of Guests?“. Sie gingen auf zwei Barroboter ein, die in der Schweiz im Betrieb sind bzw. waren. Informationen zur Konferenz sind über aaai.org/conference/spring-symposia/sss23/ erhältlich.

Abb.: Oliver Bendel bei seinem Vortrag zu Umarmungsrobotern (Foto: Lea Peier)

Well-being through Robotic Hugs

From March 27-29, 2023, the AAAI 2023 Spring Symposia will feature the symposium „Socially Responsible AI for Well-being“ by Takashi Kido (Teikyo University, Japan) and Keiki Takadama (The University of Electro-Communications, Japan). The venue is usually Stanford University. For staffing reasons, this year the conference will be held at the Hyatt Regency in San Francisco. On March 28, Prof. Dr. Oliver Bendel will present the paper „Increasing Well-being through Robotic Hugs“, written by himself, Andrea Puljic, Robin Heiz, Furkan Tömen, and Ivan De Paola. From the abstract: „This paper addresses the question of how to increase the acceptability of a robot hug and whether such a hug contributes to well-being. It combines the lead author’s own research with pioneering research by Alexis E. Block and Katherine J. Kuchenbecker. First, the basics of this area are laid out with particular attention to the work of the two scientists. The authors then present HUGGIE Project I, which largely consisted of an online survey with nearly 300 participants, followed by HUGGIE Project II, which involved building a hugging robot and testing it on 136 people. At the end, the results are linked to current research by Block and Kuchenbecker, who have equipped their hugging robot with artificial intelligence to better respond to the needs of subjects.“ More information via aaai.org/conference/spring-symposia/sss23/.

Fig.: HUGGIE, Teddy, and the team (without Oliver Bendel)

Increasing Well-being and Health through Robotic Hugs

As part of the AAAI 2023 Spring Symposia in San Francisco, the symposium „Socially Responsible AI for Well-being“ is organized by Takashi Kido (Teikyo University, Japan) and Keiki Takadama (The University of Electro-Communications, Japan). The paper „Increasing Well-being and Health through Robotic Hugs“ by Oliver Bendel, Andrea Puljic, Robin Heiz, Furkan Tömen, and Ivan De Paola was accepted. The talk will take place between March 26 and 29, 2023 at Hyatt Regency, San Francisco Airport. The symposium website states: „For our happiness, AI is not enough to be productive in exponential growth or economic/financial supremacies but should be socially responsible from the viewpoint of fairness, transparency, accountability, reliability, safety, privacy, and security. For example, AI diagnosis system should provide responsible results (e.g., a high-accuracy of diagnostics result with an understandable explanation) but the results should be socially accepted (e.g., data for AI (machine learning) should not be biased (i.e., the amount of data for learning should be equal among races and/or locations). Like this example, a decision of AI affects our well-being, which suggests the importance of discussing ‚What is socially responsible?‘ in several potential situations of well-being in the coming AI age.“ (Website AAAI) According to the organizers, the first perspective is „(Individually) Responsible AI“, which aims to clarify what kinds of mechanisms or issues should be taken into consideration to design Responsible AI for well-being. The second perspective is „Socially Responsible AI“, which aims to clarify what kinds of mechanisms or issues should be taken into consideration to implement social aspects in Responsible AI for well-being. More information via www.aaai.org/Symposia/Spring/sss23.php#ss09.

Fig.: Not a robotic hug

Abschluss des HUGGIE Project II

Bereits 2020 wurde eine große Umfrage zu Umarmungsrobotern durchgeführt (HUGGIE Project I). Die Ergebnisse wurden von Leonie Stocker, Ümmühan Korucu und Oliver Bendel im Buchbeitrag „In den Armen der Maschine“ im Band „Soziale Roboter“ veröffentlicht. Im Sommer 2022 wurde an der Hochschule für Wirtschaft FHNW ein weiteres Projekt ausgeschrieben, das in Abgrenzung zum Vorgängerprojekt HUGGIE Project II genannt wurde. Es konnte ein vierköpfiges Team gewonnen werden, mit Andrea Puljic, Robin Heiz, Furkan Tömen und Ivan De Paola. Die Aufgabe lautete, einen Umarmungsroboter namens HUGGIE zu bauen und zu testen. Dabei sollte auf den Ergebnissen von HUGGIE Project I aufgesetzt werden. Insbesondere sollte eruiert werden, ob eine robotische Umarmung zum Wohlbefinden und zur Gesundheit beiträgt und ob Stimme, Vibration als Simulation des Herzschlags und Duft die Akzeptanz der Umarmung durch einen Roboter erhöhen. Damit wurden Hinweise aus der Befragung im HUGGIE Project I aufgenommen. Ferner fanden zum Vergleich Umarmungen mit einem Riesenplüschtier namens Teddy statt. Die Ergebnisse zeigen, dass Menschen von robotischen Umarmungen profitieren und sie dadurch ihr Wohlbefinden und ihre Gesundheit steigern können. Im Pretest fand sich dafür deutliche Evidenz, im Haupttest immer noch ausreichende. Einige haben aber bereits – wie HUGGIE Project I offenbarte – in ihrer Vorstellung eine Aversion gegen robotische Umarmungen, die wiederum einige auch in der Realität (HUGGIE Project II) zeigten. Wichtig sind Wärme und Weichheit von Körper und Armen. Dies belegte bereits die Forschung von Alexis E. Block und Katherine J. Kuchenbecker. Als weniger relevant erwiesen sich Stimme, Vibration und Duft. Allerdings gibt es deutliche Anzeichen dafür, dass eine weibliche Stimme die Akzeptanz erhöhen kann und daher in diesem Kontext weiter erforscht und angepasst werden muss. Die Erkenntnisse wurden in einem Paper zusammengefasst und bei einer internationalen Konferenz eingereicht.

Abb.: HUGGIE umarmt den Probanden, Teddy ruht sich aus (Foto: Furkan Tömen)

Ein sprechender und duftender Umarmungsroboter

Das HUGGIE-Projekt an der Hochschule für Wirtschaft FHNW schreitet voran. Unter der Leitung von Prof. Dr. Oliver Bendel wird das vierköpfige Team (Andrea Puljic, Robin Heiz, Ivan De Paola, Furkan Tömen) bis Januar 2023 eine Umarmungspuppe an Benutzern testen. Bereits bekannt ist, dass Wärme und Weichheit der Arme und des Körpers erwünscht sind. Nun wird untersucht, ob z.B. auch Stimme, Vibration und Geruch die Akzeptanz erhöhen. Die Leitfrage des Praxisprojekts ist: Kann ein sozialer Roboter durch Umarmungen und Berührungen zur Steigerung des körperlichen und geistigen Wohlbefindens beitragen, und welche Faktoren sind dabei zu berücksichtigen? Die Grundlage von HUGGIE ist eine Schneiderpuppe. Hinzu kommen Kleidung, ein Wärmeelement, ein Vibrationselement und ein Audiosystem. Zusätzlich wird ein Duft appliziert. Die Arme werden über unsichtbare Fäden bewegt, sodass aktive Umarmungen möglich sind. Insgesamt entsteht der Eindruck eines Umarmungsroboters. In einem Schweizer Unternehmen fand im November 2022 ein Probelauf mit 65 Probanden statt. Sie wurden von HUGGIE und einem Riesenteddy umarmt. Anhand der Ergebnisse und Eindrücke werden der Fragebogen und die Versuchsanordnung verbessert. Ab Ende November 2022 tritt das Projekt in seine finale Phase, mit Durchführung und Auswertung der Tests.

Abb.: Das Team vor dem Probelauf

Ein Umarmungsroboter für Extremsituationen

Am 2. September 2022 fand an der Hochschule für Wirtschaft FHNW das Kick-off-Meeting zum HUGGIE-Projekt statt. Unter der Leitung von Prof. Dr. Oliver Bendel wird das vierköpfige Team bis Januar 2023 einen Umarmungsroboter bauen und an Benutzern testen. Dies war bereits 2020 geplant, wurde aber durch die Pandemie vereitelt. Stattdessen erarbeiteten Leonie Stocker und Ümmühan Korucu theoretische Grundlagen und führten eine Onlinebefragung durch. Die Ergebnisse wurden im Buch „Soziale Roboter“ unter dem Titel „In den Armen der Maschine“ veröffentlicht. Der soziale Roboter HUGGIE soll zu einem guten Leben beitragen, indem er Menschen berührt und umarmt. Bereits bekannt ist, dass Wärme und Weichheit der Arme und des Körpers gewünscht werden. Nun wird untersucht, ob z.B. auch Töne, Stimmen, Vibrationen und Gerüche die Akzeptanz erhöhen. Auch das Aussehen soll variiert werden: Möchte man eher von einem weiblich oder männlich anmutenden Roboter umarmt werden? Eher von einem tierähnlichen oder einem menschenähnlichen? Was ist mit einem modifizierten, technisierten Teddybären? Die Leitfrage des Praxisprojekts ist: Kann ein sozialer Roboter durch Umarmungen und Berührungen zur Steigerung des körperlichen und geistigen Wohlbefindens beitragen, und welche Faktoren sind dabei zu berücksichtigen? Letztlich sollen Roboter dieser Art vor allem in Extremsituationen eingesetzt werden, bei Krisen und Katastrophen, bei Krankheiten, mit denen Isolation verbunden ist, oder bei Marsflügen.

Abb.: Will man von einem Teddybären umarmt werden?

In den Armen der Maschine

Anfang November 2021 ist der Herausgeberband „Soziale Roboter“ mit insgesamt 30 Beiträgen (das Vorwort eingerechnet) erschienen. Der Herausgeber selbst, Prof. Dr. Oliver Bendel, ist mit fünf Kapiteln vertreten, darunter „In den Armen der Maschine: Umarmungen durch soziale Roboter und von sozialen Robotern“, wobei hier Leonie Stocker und Ümmühan Korucu – zwei ehemalige Studentinnen des Informations- und Maschinenethikers – die Hauptautorinnen sind. Aus dem Abstract: „Umarmungen sind für das Wohlbefinden von Menschen jeden Alters wichtig. Nicht alle können von jemandem umarmt werden oder jemanden umarmen, etwa weil sie einsam, alleinstehend oder isoliert sind. Bei Pandemien besteht die Gefahr einer ungenügenden Anzahl von Umarmungen auch bei der breiten Bevölkerung. Soziale Roboter können Menschen umarmen, Menschen können soziale Roboter umarmen. Die Frage ist, ob der Wunsch danach überhaupt besteht, was die Wirkung und was der Nutzen einer robotischen Berührung ist und wie man durch gestalterische und technische Maßnahmen das Wohlbefinden bei einer robotischen Umarmung verbessern kann. Der vorliegende Beitrag geht zunächst auf die Theorie der Umarmung ein und sammelt einige Fakten und Resultate von Studien hierzu. Dann untersucht er die Möglichkeit robotischer Umarmungen. Schließlich wird eine Onlineumfrage mit fast 300 Teilnehmerinnen und Teilnehmern, die 2020 an der Hochschule für Wirtschaft FHNW durchgeführt wurde, vorgestellt und zusammengefasst.“ Das Buch kann über link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-31114-8 bezogen werden.

Abb.: Eine weitere Studentin, Nhi Hoang Yen Tran, mit Hugvie

Results of the HUGGIE Project

In the first part of the HUGGIE project initiated by Oliver Bendel, two students of the School of Business FHNW conducted an online survey with almost 300 participants. In the management summary of their bachelor thesis Ümmühan Korucu and Leonie Stocker (formerly Leonie Brogle) write: „The results of the survey indicated that people have a positive attitude towards robots in general as robots are perceived as interesting and useful rather than unnecessary and disturbing. However, only a minority of the participants stated that they would accept a hug from a robot. A possible reason for this could be that for the majority of participants, a hug is an act of intimacy with a deeper meaning attached to it which is only being shared with selected persons. For a robot to be perceived as an attractive hugging partner, a human-like design including a face, eyes, a friendly look as well as the ability to communicate verbally and non-verbally is desired. However, an appearance being too realistic has a deterrent effect. Furthermore, an in-depth analysis of the data in relation to age and gender of the participants resulted in the discovery of interesting facts and differences. Overall, the findings contribute to a clearer picture about the appearance and the features Huggie should have in order to be accepted as a hugging counterpart.“ The bachelor thesis will be publicly available in autumn 2020. There will also be a paper with the results next year.

Fig.: How important is a hug?

A Robot that Smells of Chocolate

A multi-stage HUGGIE project is currently underway at the School of Business FHNW under the supervision of Prof. Dr. Oliver Bendel. Ümmühan Korucu and Leonie Stocker (formerly Leonie Brogle) started with an online survey. The aim was to gain insights into how people of all ages and sexes judge a hug by a robot. In crises and catastrophes involving prolonged isolation, such as the COVID 19 pandemic, proxy hugs of this kind could well play a role. Prisons and longer journeys through space are also possible fields of applications. Nearly 300 people took part in the online survey. The evaluation is almost complete and the results are remarkable. Among other things, it was found that women want to be hugged by a robot that is bigger than them, and men want to be hugged by a robot that is smaller than them. Not only the size is relevant for the acceptance of robotic hugging: „An interesting input given by one of the participants was that it could be more pleasant to hug a robot if it smelled nicely, for example like chocolate.“ (Draft of Bachelor Thesis) Whether this is a typically Swiss view remains to be investigated. The results of the survey and the conclusions drawn from them for the design of HUGGIE will be compiled in a paper in the course of the year.

Fig.: Girl with chocolate bunny

A Hug by a Robot

The first phase of the HUGGIE project will start at the School of Business FHNW in March 2020. Oliver Bendel was able to recruit two students from the International Management program. The project idea is to create a social robot that contributes directly to a good life and economic success by touching and hugging people and especially customers. HUGGIE should be able to warm up in some places, and it should be possible to change the materials it is covered with. A research question will be: What are the possibilities besides warmth and softness? Are optical stimuli (also on displays), vibrations, noises, voices etc. important for a successful hug? HUGGIE could also play a role in crises and disasters, in epidemics and pandemics and in cases of permanent social distancing. Of course it would be bad if only a robot would hug us, and of course it would be good if humans could hug us every day if we wanted them to do so – but maybe in extreme situations a hug by a robot is better than nothing. The HUGGIE project is located in the heart of social robotics and on the periphery of machine ethics. By summer 2020, the students will conduct an online survey to find out the attitudes and expectations of the users.

Fig.: A hug by a robot?

13 Artifacts of Machine Ethics

Since 2012, Oliver Bendel has invented 13 artifacts of machine ethics. Nine of them have actually been implemented, including LADYBIRD, the animal-friendly vacuum cleaning robot, and LIEBOT, the chatbot that can systematically lie. Both of them have achieved a certain popularity. The information and machine ethicist is convinced that ethics does not necessarily have to produce the good. It should explore the good and the evil and, like any science, serve to gain knowledge. Accordingly, he builds both moral and immoral machines. But the immoral ones he keeps in his laboratory. In 2020, if the project is accepted, HUGGIE will see the light of day. The project idea is to create a social robot that contributes directly to a good life and economic success by touching and hugging people and especially customers. HUGGIE should be able to warm up in some places, and it should be possible to change the materials it is covered with. A research question will be: What are the possibilities besides warmth and softness? Are optical stimuli (also on displays), vibrations, noises, voices etc. important for a successful hug? All moral and immoral machines that have been created between 2012 and 2020 are compiled in a new illustration, which is shown here for the first time.

Fig.: 13 Artifacts of Machine Ethics