UI Automatorは、minSDKVersionが17以下だと使えない。
ただ、UIテストの時だけminSdkVersionを18以上をすれば、UI Automatorは使える。
その設定方法を説明する。

設定方法

1. UI Automatorを導入する

「app/build.gradle」に以下を記述する。

dependencies {
    ...
    androidTestImplementation 'androidx.test.uiautomator:uiautomator:2.2.0'
    ...
}

2. テスト用のAndroid Manifestを追加する

「app/src/androidTest/AndroidManifest.xml」に以下を記述する。

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    package="<your app's package name>">

    <uses-sdk
        android:minSdkVersion="18"
        android:targetSdkVersion="28"
        tools:overrideLibrary="android_libs.ub_uiautomator" />

</manifest>

3. テストアプリのビルド時にテスト用のAndroid Manifestを参照させる

「app/build.gradle」に以下を記述する。

android {
    sourceSets {
        androidTest {
            manifest.srcFile 'src/androidTest/AndroidManifest.xml'
        }
    }
}

sourceSetsの記述はやや注意。
テスト用のAndroidManifest.xmlの追加時、Android StudioがsourceSetsの記述を自動で生成する。
自分の場合は、プロダクトコードのAndroid Manifest.xmlとなるような記述になっていた。
その場合は、自動生成された箇所を消して、上のように記述すればOK。

備考

この設定をすると、当然、SDK Versionが17以下でUIテスト実行できなくなる。
ただ、UITestをSDK Version17以下でも動くようにするよりも、断然おすすめ。
UI Automatorがあると、Espressoだけ使うときよりテストコードが簡潔になるため。

後、SDKVersion 17(Android 4.2)はさすがに古すぎるので、そもそもサポート対象から外した方が良いかと。