恐怖谷是如何运作的

由:Ed Grabianowski

恐怖谷效应试图描绘出当你看到这个机器人时可能会产生的令人毛骨悚然的感觉。JOHANNES EISELE/法新社/盖蒂图片社"width=
恐怖谷效应试图描绘出当你看到这个机器人时可能会产生的令人毛骨悚然的感觉。JOHANNES EISELE/法新社/盖蒂图片社

这是2053年,你去看医生。在你进入考场后不久,一位身穿白大褂的年轻女子自信地走进门来,微笑着招呼你的名字。你对她的效率和友好的举止印象深刻。她描述了几种可能导致你肩膀挥之不去的原因疼痛,但当她把手放在你身上操纵关节时,她的皮肤出奇地冷。这时你注意到她的眼睛有一种玻璃般的光泽,她的目光从未与你完全接触过。当她转向一台机器时,你听到了电动机微弱的嗡嗡声,你怪异地意识到你正在被一个机器人检查。她看起来很有人情味,但她的一些细节却让你感到不安。欢迎来到恐怖谷。

恐怖谷假说是1970年由日本机器人领域的重要人物森正弘提出的。Mori提出,当人造人变得更真实时,我们对它们的亲和力会更强,但当它们变得更真实时几乎完全是人类,细微的差异会让我们感到不安,我们对他们的亲和力也会下降。如果他们看起来与真正的人类没有区别,我们就会再次对他们产生好感。在亲和力与现实主义的图表上,亲和力的下降就像一个山谷。Mori称这种模式为Bukimi no tani,可以粗略地翻译为“恐怖谷”。

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在恐怖谷理论被提出后的几十年里,它已经从一种哲学理论转变为一种具有现实后果的效应。计算机生成的电影中出现了人类角色,工程师们不断开发超现实的机器人,这是机器人专家对类人机器人的官方称呼。人形机器人在医生办公室帮助你,甚至住在你家里的日子一年比一年近,我们如何与模拟人类互动和反应正迅速变得越来越重要。让我们来仔细看看Mori的想法和造成这种效果的因素,并找出创造者如何开发出恐怖谷之外的人造生物(如果它存在的话)。

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恐怖谷的起源

一个女人在炫耀她的假手。Masahiro Mori在他的图表中列出了山谷上升一侧的假手。布兰迪·西蒙斯/盖蒂图片社"width=
一个女人在炫耀她的假手。Masahiro Mori在他的图表中列出了山谷上升一侧的假手。布兰迪·西蒙斯/盖蒂图片社

森正弘(Masahiro Mori)对恐怖谷的最初描述相对简单:当人造生物看起来更像人类时,我们会更喜欢它们,但当它们看起来几乎完美时,我们真的不喜欢它们人类有一些细微的瑕疵。但深入研究这一现象,就会发现这个概念有很多复杂性,其中最重要的是要弄清楚森稔在他最初发表的关于这一理论的文章中究竟是什么意思。

Mori的文章Bukimi No Tani这篇文章于1970年首次发表在日本的《能源》杂志上,但直到2005年这篇文章被翻译成英文,“恐怖谷”这个概念才在西方流行起来。即便如此,这篇文章直到2012年才经过严格的翻译(第一次翻译并没有打算发表),这意味着我们对恐怖谷概念的最初理解并不完全正确。]。首先,bukimi可能更准确的翻译是“怪诞的”而不是“不可思议的”,但“不可思议”这个术语太广为人知了,不容忽视。更重要的是,Mori这个词用来形容我们有多喜欢人造人,友好度,不容易翻译。最初的翻译是“熟悉”,并没有完全表达森稔的意图。研究人员转而采用了“亲和力”一词,表明友好度是熟悉和可爱的结合[来源:Katsyri]。

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Mori的恐怖谷图。
使用3.0

Mori在他的恐怖谷图上放置了几个具有人类外观的物体的例子,包括工业机器人、玩具机器人和假肢。许多是日本文化特有的,比如文乐木偶和Okina面具。虽然这些可能是完全有效的例子,但它们对西方研究人员来说很难研究和理解。

最后,Mori提出了恐怖谷效应的一个可能的原因:他放置尸体和僵尸在图表的谷底,表明我们对不太准确的人类模拟感到不安,因为它们让我们想起尸体,我们自然会害怕死亡。

森稔的恐怖谷概念是基于他自己关于人类如何与类人机器人互动的想法,而不是基于对人类/机器人互动的统计研究(这在1970年很难进行)。但他的假设引发了对这一现象的进一步研究。

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描绘恐怖谷

C-3PO会在恐怖谷图的中间,因为他像人一样,但又不会被误认为是人。Daniel Boczarski/WireImage/Getty Images"width=
C-3PO会在恐怖谷图的中间,因为他像人一样,但又不会被误认为是人。Daniel Boczarski/WireImage/Getty Images

让我们用一些现实生活和流行文化中的例子来更清楚地描绘出恐怖谷。在图表的低端是工业机器人,它们不像人类,也没有多少亲和力。一个像C-3PO一样的机器人《星球大战》(Star Wars)中的角色则处于中间:他的体型与人类非常相似,说话和行为都像人类,但他的金属外表和机器人脸清楚地表明他不是人类。然而,我们对他还是有好感的。

在恐怖谷图的更远处是计算机生成的人类迪斯尼《冰雪奇缘》和《海洋奇缘》等动画电影。虽然这些角色显然是人类的形象,但动画师故意夸大了他们的特征,这样他们就不会显得太真实。基于这些电影的成功,观众对它们有很高的亲和力。还有一些模拟,比如2004年动画电影《极地快车》(the Polar Express)中电脑生成的汤姆·汉克斯(Tom Hanks)。电影的主创们试图塑造一个栩栩如生的角色,但却未能如愿,导致许多影评人认为这部电影令人毛骨悚然或令人毛骨悚然,而不是迷人的。Zacharek]。那个怪异的汤姆·汉克斯?就在恐怖谷的底部。根据Mori的说法,当模拟移动而不是保持静止时,恐怖谷效应的强度会增强。

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所以,当人类的特征——比如声音、比例和纹理——在复制品中不一致时,我们就会感到困惑。莫里的理论认为,稍微有缺陷的人体复制品会让人联想到尸体和死亡,这可能在一定程度上是正确的,但并没有包含恐怖谷的复杂性。这种现象很可能是几种不同反应的结果。以下是人类可能会被近乎完美的人类模拟吓到的一些原因:洛泽和惠特利]:

  • 人类倾向于识别周围环境中的潜在威胁。一株明显是灌木的灌木不会构成威胁,因此我们感到放心。一头明显是狮子的狮子是一种威胁,我们会做出适当的反应。一棵看起来像狮子的灌木会让我们产生不安的感觉,因为我们不知道该如何反应。这种模式可能适用于让我们不确定它们是人类还是机器人的现实机器人。(这类似于幻想性视错觉例如,我们倾向于注意到不存在的熟悉模式——就像我们在云中看到一张脸一样。)
  • 人类的感知能力与人脸相协调,这是识别朋友和家人以及注意可能构成威胁的外人的一项重要技能。这种对人脸的密切关注表明,与手或腿相比,人造人脸的恐怖谷效应会更强。
  • 我们把不完全是人类的机器人身上的细微差异视为畸形,我们本能地把它与疾病联系在一起,引起厌恶。

研究人员一直在努力研究恐怖谷是如何以及为什么发生的。让我们来看看最近的一些研究,这些研究已经测试了恐怖谷效应,并发现了有关其潜在原因的数据。

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恐怖谷的研究

一个机器人茫然地笑了。眼睛很难复制,因此在人体复制品中产生了恐怖谷效应。印度/UIG通过Getty Images"width=
一个机器人茫然地笑了。眼睛很难复制,因此在人体复制品中产生了恐怖谷效应。印度/UIG通过Getty Images

研究恐怖谷效应的一个问题是,很难量化亲和力和逼真度。但研究人员已经进行了实验来检测和分析恐怖谷效应,甚至试图为它提供数学解释。一个关键的发现是,恐怖谷并不是在每一项寻找它的研究中都出现,即使它确实出现了,也并不总是同样强烈。这表明这种影响确实存在,但是由特定因素引起的,因此在不包括这些因素的研究中不会出现。例如,一项研究发现,当人们只看眼睛时(与只看鼻子或嘴巴相比),他们能更好地分辨出真人和人造人,这表明正确的眼睛是创造逼真的人类复制品的重要一步。洛泽&惠特利律师事务所]。

一些简单的事情,比如机器人脸上不自然的姿势或表情,都可能引发恐怖谷效应,研究表明,人们最容易被类似人类的虚拟角色所困扰,因为这些虚拟角色在受到惊吓时没有表现出适当的面部反应。Tinwell等人]。当复制品试图“欺骗”观众,让他们认为自己是人类,而不是简单地描绘人类时,它们也会进一步陷入恐怖谷现实的机器人。2012年的一项研究显示,当类人机器人看起来有思想、有感觉和感知能力时,人们最害怕的是它们。Gray和Wegner]。一项研究发现,恐怖谷效应只发生在人们看到自己种族熟悉的面孔时。]。

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这种现象不仅仅局限于人类——另一个有趣的实验测量了猴子对一系列真实的、不真实的和逼真的人造猴子面孔的反应。研究人员发现,当猴子看到逼真的人造面孔时,它们会经历一个清晰的山谷。Steckenfinger和Ghazanfar]。综上所述,研究表明恐怖谷确实存在,但它引起了许多人的反应。这意味着克服恐怖谷将是一项艰巨的任务,对于一些观众来说,一个超越恐怖谷的人造人可能不会对其他人这样做。

森征服山谷的理论?想都别想。他建议机器人专家把他们的机器人放在山谷的左边,使用夸张的特征来增加亲和力,避免更现实的机器人可能散发出的不确定性和令人毛骨悚然的感觉(就像迪士尼的策略)。其他研究人员认为,人类不可能穿越“山谷”,因为它实际上是一堵墙——随着技术进步,人造人越来越逼真,人类检测出复制品之间细微差异的能力也在增强。Tinwell]。

不过,在学术界之外也有恐怖谷的例子。生活在恐怖谷中的熟悉人物有哪些?让我们来看看。

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参观恐怖谷

机器人专家石黑浩(左)创造了一个极其逼真的自己的机器人复制品。Alessandra Benedetti - Corbis/Corbis via Getty Images"width=
机器人专家石黑浩(左)创造了一个极其逼真的自己的机器人复制品。Alessandra Benedetti - Corbis/Corbis via Getty Images

模仿人类的物体的历史比恐怖谷的概念要长得多。想想米开朗基罗的《pietom》等令人难以置信的写实雕塑吧。我们钦佩……的技巧艺术家几个世纪以来,艺术作品中描绘的现实主义和情感,但也许是因为它们是静态的,通常是无色的,它们似乎并没有试图完全复制人类,也没有让我们感到不安。这与艺术家Ron Mueck的作品全彩绘人形雕塑,栩栩如生。虽然他经常创作巨大的或具有奇异特征的奇异人物,但即使他的作品描绘平凡的场景(两个老妇人交谈,一对夫妇躺在床上)也会产生令人不安的效果。穆克似乎有意在他的艺术中利用恐怖谷效应。这种故意的恐怖效应的其他例子可以在一些日本人身上找到恐怖电影比如《开罗》和《灵谷》中人形人物的不自然动作。

然而,当Mori第一次提出恐怖谷时,现实世界中还没有任何超现实机器人或电脑生成角色的例子。从那以后,机器人技术和计算机图形学的进步使得恐怖谷现象越来越多地出现在我们面前。2001年的电影《最终幻想:内在灵魂》(Final Fantasy: The Spirits Within)采用了超现实主义的电脑生成图像和角色,试图使它们尽可能逼真。前面提到的《极地快车》和2007年的《贝奥武夫》都因其不太像人类的角色令人毛骨悚然而受到批评。(他们还帮助在美国普及了恐怖谷概念。)

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最近,《星球大战》电影《侠盗一号》用电脑生成的角色代替了演员彼得·库欣(饰演大莫夫·塔金)和嘉莉·费雪(饰演莱娅公主)。他们通常比早期的CGI角色更受欢迎,可能是因为他们的屏幕时间有限,也可能是因为电脑动画的进步帮助他们在一定程度上摆脱了恐怖谷。

还有机器人。软件、材料和电子技术的进步意味着它们不再局限于科幻电影。目前最逼真的机器人是像“Nova菲尔,这是汉森机器人公司(Hanson Robotics)制作的科幻作家菲利普·k·迪克(Philip K. Dick)的逼真复制品,或者是技术演示,比如Actroid机器人由日本Kokoro公司建造。这些机器人已经作为公共活动的自动向导和远程呈现机器人进行了测试,允许与另一个位置的人进行半直接互动。例如,机器人专家石黑浩的机器人复制品可以代表他在遥远的地方教授他的大学课程。这些机器人的逼真度使它们更接近恐怖谷。

明天我们会接受机器人医生的治疗吗?也许不会,但这样的未来可能是几十年而不是几个世纪之后的事了。随着机器人和机器人在我们的生活中扮演越来越重要的角色,恐怖谷的影响将变得更加重要。

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更多信息

作者注:恐怖谷是如何运作的

解开恐怖谷概念的复杂性是很有趣的,但真正打动我的是克服恐怖谷的“如果”。想象一下,一个与真人难以区分的机器人。想想都令人不寒而栗。这也是为什么我是《西部世界》系列的超级粉丝。有许多伦理和哲学概念与创造人造生物的概念联系在一起。

这项研究中最有趣的一件事是,森稔在他后来的著作中提出,拥有人工智能的机器人有可能信奉佛教——将自己视为更大整体的一部分,与环境和与之互动的人类统一起来。他将这些文章收集成一本书,名为《机器人中的佛陀》。这些想法是他信念的自然延伸,他认为机器人设计师应该站在恐怖谷的左边,创造出美学上令人愉悦但与人类不同的机器人。事实上,他与参加机器人竞赛的学生一起工作的经历给了他另一种克服恐怖谷的方法:创造机器人的人总是觉得他们把自己的一部分“灵魂”赋予了机器人,就像艺术家对自己的艺术作品的感觉一样。机器人(即使是不智能的机器人)有自己的本质,与人类和周围的世界联系在一起,这一概念是思考技术未来的一种相当深刻的方式。

相关链接

更多精彩链接

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  • 汉森,大卫等人。“颠覆恐怖谷。”AAAI'05第20届全国人工智能学术会议论文集。2005年7月。
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