機器人太像人,也會令人不適……科學家探究「恐怖谷效應」的秘密

目前，許多與人交互的機器人都在竭力模仿人類。谷歌的Duplex助手就可以打電話給餐廳預訂座位，並且據說許多接聽電話的人都反應不過來正在與自己對話的是個AI。

這是技術進步的象徵，不過，機器人太像人，有時也會令人不安。

「恐怖谷」效應

「恐怖谷」理論就是一個關於人類對機器人和非人類物體的感覺的假設，它在1969年由日本機器人專家森昌弘提出。

該假設認為，人形玩具或機器人的仿真度越高人們越有好感，但當超過一個臨界點時，這種好感度會突然降低，越像人越令人反感恐懼。

這種效應真實存在。但關於其產生的原因確實眾說紛紜。

有人認為，機器人太過仿真會令人難以判斷，無法確定真假;或是機器人和人類如此相似卻非人類，這會讓人有一種潛在的威脅感。

還有理論認為，類人機器人跟某些病患或屍體存在一定的視覺上的相似度，會令人聯想到死亡、畸形甚至傳染病，產生負面情緒。

2011年，加州大學聖地牙哥分校(University of California, San Diego)的艾斯·薩伊琴(Ayse Saygin)的一項研究則認為，人的大腦會預先根據觀察對象的外表預測對方可能的動作。而發現一個外表像人，走路卻像機器人的物體時，這會超出大腦的預期，產生錯亂。這時大腦需要做額外的工作來調和預判與現實的衝突，這可能就是不適感的原因。

機器人科學家卡爾·麥克多曼(Karl MacDorman)則認為，詭異的感覺可能是因為人腦中的"移情機制"出現了錯亂。麥克多曼發現，當志願者跌入"恐怖谷"時，他們更加難以對視頻中角色的情感狀態做出判斷。

北卡羅來納大學教堂山分校(University of North Carolina, Chapel Hill)的心理學家科特·格雷(Kurt Grey) 和哈佛大學(Harvard University)的丹尼爾·維格納(Daniel Wegner)也共同進行了一項研究，發現機器人「擁有感情」的特質最令人感覺不安。

格雷認為類人機器人使我們感到緊張是因為我們在他們身上看到了人類情感的影子，但我們卻無法理解這樣的情感。

秘密藏在人類大腦裡?

近日，科學家們已經發現了人類大腦中可能有助於解釋「恐怖谷」現象的機制。他們的研究結果還表明，有些人對類人機器人的反應比其他人更負面。

在《神經科學雜誌》(Journal of Neuroscience)上發表的一系列實驗中，英國和德國的神經科學家和心理學家已經確定了大腦內部的機制，他們表示，這些機制有助於解釋這種現象是如何發生的，甚至可能提出幫助開發人員改善人們反應的方法。

「對於神經學家來說，『恐怖谷』是一種有趣的現象，」劍橋大學生理學、發育和神經科學系講師、法比安•格拉本霍斯特(Fabian Grabenhorst)博士解釋道。

「這意味著一種神經機制，它首先判斷給定的感官輸入(比如機器人的圖像)與我們所感知的人類或非人類智能體的邊界有多接近。然後，這些信息將被一個單獨的評估系統用來確定機器人的受歡迎程度。」

為了研究這些機制，研究人員使用功能磁共振成像(fMRI)對21名健康個體進行了兩次不同的測試，研究了他們的大腦模式。

在第一個測試中，研究人員向參與者展示了包括人類、人造人、安卓機器人、類人機器人和機械機器人在內的一系列圖像，並要求他們對這些圖像的可愛程度和與人的相似度進行評分。

然後，在第二個測試中，參與者被要求決定他們相信哪一個機器人會為他們選擇一份個人禮物，一份人類會喜歡的禮物。在這裡，研究人員發現，參與者通常更喜歡來自人類或更像人類的人工智慧體的禮物——除了那些最接近人類/非人類邊界的機器人的禮物，符合恐怖谷現象。

通過測量這些任務中大腦的活動，研究人員能夠確定哪些大腦區域參與了製造恐怖谷的感覺。他們將這一現象追溯到大腦迴路，這些迴路在處理和評估社交信號(如面部表情)時非常重要。

大腦中靠近視覺皮層的一些區域負責解讀視覺圖像。研究人員通過追蹤這些區域的活動來判斷這些圖像與人類的相似程度。為了評判一個機器人有多像人類，他們創造了一個參數：「人類感」。

在大腦左右半球交匯的額葉中線上，有一層神經組織，稱為內側前額皮質。在以前的研究中，研究人員已經表明，這個大腦區域裡有一個通用的評估系統，可以判斷各種刺激。例如，他們之前的研究表明，在吃了高脂肪奶昔及感受到令人愉快的觸摸後，這個大腦區域會發出信號。

在本研究中，內側前額葉皮層的兩個不同部分對恐怖谷非常重要。其中一部分將人類感的信號轉換為「人類探測」信號，該區域的活動過度強調了人類和非人類刺激之間的界限——對人類的反應最為強烈，而對非人的反應則要弱得多。

第二部分，腹內側前額葉皮質(VMPFC)，將這一信號與可愛度評估相結合，產生了一種與恐怖谷反應密切匹配的獨特活動模式。

「我們驚訝地發現，腹內側前額葉皮質對類人機器人的反應就像恐怖谷假說預測的那樣，對更像人類的因素反應更強烈，但隨後在接近人類/非人類邊界的地方——即典型的『山谷』——活動就會出現下降。」Grabenhorst博士說。

當參與者決定是否接受機器人的禮物時，大腦中同樣的區域是活躍的。另一個區域——負責情緒反應的杏仁核——在參與者拒絕來自更像人的機器人的禮物時尤其活躍。杏仁核的「拒絕信號」在那些更有可能拒絕機器人禮物的參與者中最強。

這一結果可能會對意圖設計更受歡迎的機器人的廠家產生影響。Grabenhorst博士解釋說:「我們知道，這些大腦區域的估值信號可以通過社會經驗來改變。所以，如果你體驗到人工智慧為你做出了正確的選擇——比如選擇了最好的禮物——那麼你的腹內側前額皮質可能會對這個新的社交伴侶做出更有利的反應。」

Rosenthal-von der Pütten教授表示:「這是第一個研究表明，恐怖谷效應的強度存在個體差異，這意味著一些個體對類人機器人反應過度，而另一些個體對類人機器人反應不那麼敏感。」

「這意味著，沒有一種機器人設計能適合所有用戶，或者讓所有用戶都感到害怕。在我看來，智慧機器人的行為是非常重要的，因為那些被證明不夠聰明和沒有用的機器人將會被用戶拋棄。」

該研究由Wellcome和德國學術獎學金基金會資助。

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