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Human-Robot Teams – Paving the Way for the Teams of the Future

Wolf, Franziska Doris (2024)
Human-Robot Teams – Paving the Way for the Teams of the Future.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00026562
Ph.D. Thesis, Primary publication, Publisher's Version

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Item Type: Ph.D. Thesis
Type of entry: Primary publication
Title: Human-Robot Teams – Paving the Way for the Teams of the Future
Language: English
Referees: Stock-Homburg, Prof. Dr. Ruth ; Buxmann, Prof. Dr. Peter
Date: 26 January 2024
Place of Publication: Darmstadt
Collation: X, CCXLIII Seiten
Date of oral examination: 18 October 2022
DOI: 10.26083/tuprints-00026562
Abstract:

Thanks to advances in artificial intelligence and robotics, robots, and especially social robots that can naturally interact with humans, are now found in more and more areas of our lives. At the same time, teams have been the norm in organizations for decades. To bring these two circumstances together, this dissertation addresses the use of social robots together with humans in teams, so-called human-robot teams (HRTs). This work aims to advance knowledge about HRTs and important underlying mechanisms in the establishment of such teams, thereby providing insights in two aspects. First, a structured and universal definition of HRTs is derived from the various perspectives of extant research, and based on a comprehensive literature overview, important characteristics and influencing factors of HRTs as well as research gaps in HRT research are identified. Second, insights into the underlying mechanisms of the establishment of human-robot teams are provided for settings with social robots in two different team roles: team assistant and lower-level (team) manager. For this purpose, this dissertation contains three research studies that cover the currently largely unexplored area of social robots' use in organizational teams at both the employee and lower-level manager levels. The first study (conceptual study) provides a foundation for this dissertation and beyond by developing a structured and universal definition of HRTs. It also structures extant research on HRTs and proposes an agenda for future research on HRTs based on research gaps identified in a comprehensive literature review that includes 194 studies on HRTs. The second and third studies (empirical studies 1 and 2) use empirical online studies to address two of the research gaps identified in the conceptual study. They examine the underlying mechanisms in decisions for social robots in two different team roles: team assistant (empirical study 1) and team manager (empirical study 2). By looking at expectations and experiences of taskwork-/performance-related and teamwork-related/relational features of social robots using polynomial regressions and response surface analyses, these studies rely on expectation disconfirmation theory to provide a detailed investigation of the underlying mechanisms of organizational decisions for social robots. Empirical study 1 thereby shows that for teamwork, positive disconfirmation and high levels of experiences lead to higher acceptance of humanoid and android robotic team assistants, and similar results emerge for a humanoid robot’s taskwork skills. In contrast, for taskwork skills of android team assistants, high levels of positive disconfirmation lead to lower robot acceptance. For robotic lower-level managers, empirical study 2 shows that there are discrepancies in the evaluation of performance-related usefulness and relational attitude. While for usefulness a slight overfulfilment of expectations leads to a positive impact on the readiness to work with, before evaluations decrease with greater overfulfillment, for attitude increasing positive experiences are associated with (decreasing) positive evaluations of readiness. In summary, this dissertation contributes to scientific research on HRTs by advancing the understanding of HRTs, providing a structured and universal definition of HRTs, and suggesting avenues for future research. The systematic investigation of underlying mechanisms for the selection of different types of social robots for different team roles provides a holistic view of this new form of organizational teams. In addition to the research contributions, this thesis also provides practical guidance for the successful establishment of HRTs in organizations.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

Dank Fortschritten im Bereich der künstlichen Intelligenz und der Robotik sind Roboter, und insbesondere soziale Roboter, die auf natürliche Weise mit Menschen interagieren können, heute in immer mehr Bereichen unseres Lebens anzutreffen. Gleichzeitig setzen Unternehmen schon seit Jahrzehnten gezielt auf teambasierte Arbeitskonzepte. Um diese beiden Gegebenheiten nun zusammenzubringen, befasst sich diese Dissertation mit dem Einsatz von sozialen Robotern zusammen mit Menschen in Teams, sogenannten Mensch-Roboter-Teams (engl. Human-Robot Teams, HRTs). Diese Arbeit zielt darauf ab, das Wissen über HRTs und wichtige zugrundeliegende Mechanismen bei der Bildung solcher Teams zu erweitern und dadurch Erkenntnisse in zweierlei Hinsicht zu liefern. Erstens wird eine strukturierte und allgemeingültige Definition von HRTs aus den verschiedenen Perspektiven der bisherigen Forschung abgeleitet und auf Basis eines umfassenden Literaturüberblicks werden wichtige Merkmale und Einflussfaktoren von HRTs sowie Forschungslücken in der Forschung an HRTs aufgezeigt. Zweitens werden Einblicke in die zugrundeliegenden Mechanismen bei der Etablierung von Mensch-Roboter-Teams für Szenarien mit sozialen Robotern in zwei verschiedenen Teamrollen - Teamassistent und Teammanager - gegeben. Zu diesem Zweck enthält diese Dissertation drei Forschungsstudien, die das derzeit weitgehend unerforschte Gebiet des Einsatzes sozialer Roboter in Organisationsteams sowohl auf der Mitarbeiter- als auch der Teammanagerebene abdecken. Die erste Forschungsstudie (konzeptionelle Studie) liefert eine Grundlage für diese Dissertation und darüber hinaus, indem sie eine strukturierte und universelle Definition von HRTs entwickelt. Weiterhin wird die bisherige Forschung zu HRTs strukturiert und eine Agenda für die künftige Forschung zu HRTs vorgeschlagen, die auf Forschungslücken beruht, die in einer umfassenden Literaturübersicht mit 194 Studien zu HRTs ermittelt wurden. Die zweite und dritte Forschungsstudie (empirische Studien 1 und 2) nutzen empirische Online-Studien, um zwei der in der konzeptionellen Studie identifizierten Forschungslücken zu adressieren. Sie untersuchen die zugrundeliegenden Mechanismen bei Entscheidungen für soziale Roboter in zwei verschiedenen Teamrollen: Teamassistent (empirische Studie 1) und Teammanager (empirische Studie 2). Durch die Betrachtung von Erwartungen und Erfahrungen in Bezug auf aufgaben-/leistungsbezogene und teamarbeitsbezogene/relationale Merkmale von sozialen Robotern mittels polynomieller Regressionen und Response-Surface-Analysen stützen sich diese Studien auf die Expectation Disconfirmation Theory, um eine detaillierte Untersuchung der zugrunde liegenden Mechanismen von unternehmerischen Entscheidungen für soziale Roboter zu ermöglichen. Die empirische Studie 1 zeigt dabei, dass bei teamarbeitsbezogenen Merkmalen positive Diskonfirmation und ein hohes Niveau an Erfahrungen zu einer höheren Akzeptanz von humanoiden und androiden robotischen Teamassistenten führen, und dass ähnliche Ergebnisse für die aufgabenbezogenen Merkmale eines humanoiden Roboters zu beobachten sind. Im Gegensatz dazu führt ein hohes Maß an positiver Diskonfirmation bei den aufgabenbezogenen merkmalen von androiden Teamassistenten zu einer geringeren Roboterakzeptanz. Für robotische Teammanager zeigt die empirische Studie 2, dass es Diskrepanzen bei der Bewertung der leistungsbezogenen Nützlichkeit und der relationalen Einstellung gegenüber sozialen Robotern gibt. Während bei der Nützlichkeit eine leichte Übererfüllung der Erwartungen zu einem positiven Effekt auf die Bereitschaft zur Zusammenarbeit führt, bevor die Bewertungen bei größerer Übererfüllung abnehmen, sind bei der Einstelllung gegenüber sozialen Robotern zunehmende positive Erfahrungen mit (abnehmenden) positiven Bewertungen der Bereitschaft verbunden. Insgesamt trägt diese Dissertation zur Forschung an HRTs bei, indem sie das Verständnis von HRTs erweitert, eine strukturierte und universelle Definition von HRTs liefert und Wege für zukünftige Forschungen aufzeigt. Die systematische Untersuchung der zugrundeliegenden Mechanismen für die Auswahl verschiedener Typen von sozialen Robotern für unterschiedliche Teamrollen ermöglicht eine ganzheitliche Betrachtung dieser neuen Form von Organisationsteams. Neben den wissenschaftlichen Beiträgen liefert diese Arbeit auch praktische Anhaltspunkte für die erfolgreiche Implementierung von HRTs in Organisationen.

German
Status: Publisher's Version
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-265622
Classification DDC: 300 Social sciences > 330 Economics
Divisions: 01 Department of Law and Economics > Betriebswirtschaftliche Fachgebiete
01 Department of Law and Economics > Betriebswirtschaftliche Fachgebiete > Department of Marketing & Human Resource Management
Date Deposited: 26 Jan 2024 13:12
Last Modified: 30 Jan 2024 07:00
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/26562
PPN: 515102164
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