在2005年日本爱知县的世界博览会上,来自全国各地实验室的机器人都在展出。人形机器人形状和大小各异:它们有的靠轮子移动,有的用两条腿走路,有的看起来像可爱的小娃娃,有的则像奇特的机械战士。然而,所有这些都一眼就能认出是人造物。只有一个例外:它有着湿润的嘴唇、光泽的头发和鲜活的眼睛,眼睛缓慢地眨动着。它坐在凳子上,双手端庄地放在膝盖上,身穿亮粉色外套和灰色裤子。在几米之外,Repliee Q1expo 在令人着迷的几秒钟内,几乎与一位 30 多岁的普通女性难以区分。事实上,它就是一位女性的复制品。
在许多人看来,Repliee 不仅仅是一个人形机器人——它是一个名副其实的安卓机器人,栩栩如生,看起来像真人。日本拥有世界上最先进的人形机器人,以本田的阿西莫和其他双足机器人为代表。随着人口减少和老龄化,劳动力萎缩,人们期望它们最终能派上用场。但是,为什么要制造一个拥有色素硅胶皮肤、流畅的姿势甚至化妆的机器人呢?对于 Repliee 的创造者石黑浩来说,答案很简单:“安卓科学。”
作为大阪大学智能机器人实验室主任,石黑浩浓密的黑发下有着高高的皱纹,眼神锐利,似乎就要发射激光束。除了为了让机器人具有拟人化和双足行走能力,以便它们能够在具有楼梯等建筑特征的人类环境中工作之外,石黑浩还认为,人们对非常像人类的机器人反应更好。因此,安卓机器人可以引发最自然的交流。42 岁的石黑浩说:“外表对于与机器人建立更好的人际关系非常重要。”“机器人是信息媒介,尤其是人形机器人。它们在未来主要作用是与人进行自然互动。”
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于发现和塑造我们当今世界的想法的有影响力的故事。
虽然石黑浩在京都附近长大,是一个典型的组装机器人模型的日本男孩,但他更热衷于关于人生的哲学问题,而不是发明机器人。轻微的色盲迫使他放弃了成为油画家的愿望,转而对计算机和机器人视觉产生了兴趣。他在山梨大学本科期间为盲人制造了一个引导机器人,后来他的人形机器人 Robovie 的一些元素被用于三菱重工新型家用通讯机器人 Wakamaru 的设计中。作为《星际迷航》系列中安卓机器人角色 Data 的粉丝,他将机器人视为更多地了解我们自己的理想工具。
为了成功地模仿人类的外观和行为,石黑浩将机器人技术与认知科学相结合。反过来,认知科学研究可以将机器人用作测试平台,以研究人类的感知、交流和其他能力。石黑浩将这种新颖的交叉融合描述为安卓科学。在 2005 年的一篇论文中,他和他的合作者这样解释道:“为了使安卓机器人像人类,我们必须从[认知科学、行为科学和神经科学]的角度研究人类活动,并且为了评估人类活动,我们需要在安卓机器人中实施支持它的过程。”
石黑浩方法的一个关键策略是以真人为模型制造机器人。他四年前开始与当时四岁的女儿一起进行研究,用她的身体铸造了一个简陋的安卓机器人,但其少量的致动器机制导致了动作生硬、不自然。石黑浩与东京的机器人制造商 Kokoro Company 合作,也通过“复制”真人——NHK 电视台新闻播音员藤井彩子——用形状记忆硅橡胶和石膏模具制造了 Repliee。聚氨酯和五毫米厚的硅胶皮肤(柔软且经过特殊着色)覆盖着金属骨架。穿上衣服、戴上假发和涂上口红后,它几乎是藤井彩子的镜像。
然而,外表只是人类相似性的一部分。为了在 Repliee 中实现平滑的上半身运动,石黑浩为其配备了 42 个小型、静音的气动伺服执行器。由于冰箱大小的外部空气压缩机为执行器提供动力,因此牺牲了移动能力。同样,石黑浩卸载了安卓机器人的大部分控制元件和传感器。地板传感器跟踪人类运动,摄像机检测面部和手势,麦克风拾取语音。结果出奇地好。“我被开发出来是为了研究自然的人机通信,”Repliee 用柔和的预录日语说道,并立即抬起手臂,响应其压电皮肤传感器拾取的触摸。[中断]
类人机器人有可能会损害人们的舒适区。石黑浩的合作者港隆史说:“由于安卓机器人的外表与人类非常相似,因此运动和反应方面的任何细微差异都会使其显得怪异。”这种负面情绪反应被称为“恐怖谷”,最早由日本机器人学家森政弘在 1970 年描述。然而,Repliee 非常逼真,以至于它已经克服了令人毛骨悚然的因素,部分原因是其自然的移动方式。
石黑浩的安卓科学实验之一证明了运动的重要性。他让受试者在幕布拉开两秒钟后识别幕布后面布料的颜色。参与者不知道的是,Repliee 也藏在幕布后面,要么静止不动,要么表现出人们无意识地做出的预先学习的“微动作”。当安卓机器人静止不动时,70% 的受试者意识到他们看到的是机器人。但是当 Repliee 稍微移动时,只有 30% 的人意识到它是安卓机器人。
在一个索尼 Aibo 机器狗被当作家庭成员对待的国度,每天在 Repliee 上工作的工程专业学生对它产生特殊的保护欲也就不足为奇了。注视方向实验表明,非工程师也可能在社交层面上无意识地接受安卓机器人。在这些研究中,受试者在与人和 Repliee 交谈时,都会在停下来思考时移开视线,这让石黑浩和他的同事们认为,眼神交流的中断可以作为衡量安卓机器人类人程度的一个指标。他们认为这是消除机器人融入社会日常角色中的心理障碍的关键。(不太复杂的安卓机器人已经在日本工作:Saya 是一种传感器较少、运动受限的机器人,由东京理科大学的小林宏开发,多年来一直是该大学大厅的接待员。)
“安卓机器人是一种终极实验装置和试验台,”石黑浩的合作者卡尔·麦克多曼说,他一直在研究恐怖谷与死亡恐惧之间可能存在的联系。“我们需要更多这样的机器人。”虽然石黑浩的自动机甚至可能会进化成双足行走,但具有讽刺意味的是,他确信安卓机器人永远无法冒充人类。比如说,不需要像《银翼杀手》中那样复杂的“共情测试”。石黑浩评论说:“可能会有两秒或十秒的困惑,但一整天都不可能。”“不可能有完美的安卓机器人。”
尽管如此,他还是希望他的下一个安卓机器人(男性)尽可能逼真。模型?他自己。石黑浩认为,拥有一个机器人克隆体可以缓解他繁忙的日程:他可以派遣它去上课和开会,然后通过它进行电话会议。他说:“我的问题一直是,我们为什么活着,什么是人类?”一个由电路和硅胶制成的石黑浩可能很快就会回答他自己的问题。