Inspiring Robots: Developmental trajectories of gaze following in humans

Roberta Fadda, Sara Congiu, Giuseppe Doneddu, Tricia Striano


Abstract: The ability to respond to gaze cueing is essential for successful social interactions and social learning. An active area of research in human robot interactions (HRI) focuses on the computational encoding of biologically realistic gaze cueing responses in robots. Studies of human development are a primary source of guidance for this field of research. The investigation of how perceived gazes constrain the developmental trajectories of visual attention in humans from childhood to adulthood might reveal important factors to implement realistic gaze following in social robots. This study investigated spontaneous gaze following in 2 and 4-year-old children and adults. Participants saw faces of an adult gazing toward an object. We found that accuracy of gaze following improved significantly with age. The results are discussed considering the development of the executive control of visual attention in humans and its possible implication in implementing gaze following in social robotics.

Keywords: Gaze Following; Eye Tracking; Visual Attention; Social Robotics; Developmental Trajectories

Ispirare la robotica: traiettorie evolutive della capacità di seguire la direzione dello sguardo negli esseri umani

Riassunto: La capacità di seguire la direzione dello sguardo è essenziale per il successo delle interazioni sociali e per l’apprendimento sociale. Un’area di ricerca particolarmente attiva nell’ambito dell’interazione uomo-robot (HRI - human robot interactions) si focalizza sulla codifica computazionale della capacità di seguire la direzione dello sguardo nei robot. Studiare come la capacità di seguire lo sguardo possa influenzare l’attenzione visiva negli esseri umani dall’infanzia all’età adulta può rivelare importanti informazioni per implementare la capacità di seguire lo sguardo nei robot sociali. Questo studio ha indagato la capacità spontanea di seguire la direzione dello sguardo in bambini di 2 e 4 anni e negli adulti. I partecipanti hanno osservato una serie di volti umani con lo sguardo rivolto verso un oggetto. I risultati hanno indicato che l’accuratezza nel gaze following migliora in modo significativo con l’età. I risultati sono stati discussi considerando il ruolo del controllo esecutivo dell’attenzione visiva negli esseri umani e le sue possibili implicazioni per implementare l’abilità di seguire la direzione dello sguardo nei robot sociali.

Parole chiave: Seguire la direzione dello sguardo; Eye Tracking; Attenzione visiva; Robot sociali; Traiettorie evolutive

Parole chiave

Gaze Following; Eye tracking; Visual Attention; Social Robotics; Developmental Trajectories

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