令人毛骨悚然的人形機器人

令人毛骨悚然的人形機器人
編譯／陳宣豪

「恐怖谷效應」（Uncanny Valley）描述人類能自主地將情感投射於擬人化的玩具機器人中，卻無法接受人形機器人的莫名心理現象。這不僅讓擬真人形機器人的發展遇上瓶頸，也令義肢設計與配戴者陷於兩難。

什麼是恐怖谷效應?

恐怖谷效應是森政弘教授於1972年提出的一個假設，描述人類在面對擬真人形機器人時產生的嫌惡感。這篇以日文發表、原先默默無聞的文章，直到人形機器人的擬真程度不斷提升，才再次受到大眾的關注。

由好感到反感，人形機器人的恐怖谷效應。（圖片來源： M. Mori et al., 2012）

工業上所使用的機器人多是伸展、收縮及旋轉的機器手臂，沒有面孔、腿，僅執行特定動作，外觀上與人類相去甚遠，對人類幾乎沒有任何情感上的共鳴。假設以「與人類外形相似度（likeness）」為橫軸（x軸）、「對人類親和力（affinity）」為縱軸（y軸），在此座標平面上（如上圖），工業機器人應當位於原點附近的位置。

而設計理念與工業機器人相左的玩具機器人，因為有著大致看起來像人的外形，臉、手臂、腿和身體，而讓孩子們對這些玩具機器人有著深厚的感情。看似外觀越接近人類，人類便越容易對該機器人產生好感；然而，這樣的趨勢在達到一定的擬人程度後便急轉直下。根據2019年7月《神經科學期刊》（Journal of Neuroscience）刊登的一份研究，恐怖谷效應與人類大腦中牽涉價值判斷的腹側中央前額葉皮質（Ventro-Medial Pre-Frontal Cortex，VMPFC）有關。

神經科學家Fabian Grabenhorst與同事招募21名志願者，讓他們在看到多張真實人類、不同擬人程度的人形機器人，以及透過整形或影像處理模擬「人造人」的圖片後進行兩項測試：一是讓受測者針對每張照片的「擬人程度」與「令人喜愛程度」進行評分；二則是將先前看過的照片兩兩一組，要求受試者從中選擇自己較願意接受來自何者的禮物。

兩項測試的結果符合恐怖谷效應的預測，而同時進行的fMRI掃描發現VMPFC的活動符合這樣的趨勢：在觀看外觀越接近人類的機器人圖像時越活躍，但當見到「人造人」──客觀上最接近人類的非人類──時，卻黯淡下來。

義肢配戴者的兩難

相對於「人造人」還處於假想階段，恐怖谷效應另一個更迫切的問題則是義肢設計者和佩戴者所面臨的兩難：如果有一天你必須安裝義肢，你希望它栩栩如生──但可能引起周遭人的反感──或讓旁人一眼便看出你使用義肢，毫不掩飾金屬的冰冷光澤？

英國曼徹斯特大學Ellen Poliakoff及同事對此也做了類似的實驗。他們讓43位名志願者觀看真人手部、擬真、金屬假肢的照片後分別給予評價。正如恐怖谷效應所預測：擬真手雖然被評為較人性化，但總體感受卻明顯遜於機械化的金屬假肢。似乎當某樣東西看起來好像屬於真實人類，卻又無法像一般人那般移動，那麼它通常會被認為是怪異的。

這樣的發現讓義肢設計團隊重新思考：是否有必要以橡膠等材質裝飾功能性假肢，使其看似更「自然」？恐怖谷效應預示了除外觀外，假肢的移動與動作流暢度也須提升，否則可能產生反效果。尤其在開發中國家，如何讓更多有需要的大眾都能負擔得起，「降低成本」才是義肢設計的核心理念。

參考資料

1. M. Temming, “This brain region may be why some robots send chills down your spine,” Science News, 2019.
2. E. Engelhaupt, “Almost-lifelike hands perceived as creepy,” Science News, 2013.
3. M. Mori, K. Macdorman, and N. Kageki, “The Uncanny Valley [From the Field],” IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 19, no. 2, pp. 98–100, 2012.

(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」執行團隊編譯)