Как мозг реагирует на роботов? Эффект зловещей долины

Роботы, очень похожие на людей своим видом и поведением, могут вызывать психологический дискомфорт.

В мозге человека ученые обнаружили источник так называемого «эффекта жуткой долины» (или «зловещей долины»). Согласно полученным результатам, в возникновении этого явления задействованы две области в средней префронтальной коре, а также миндалевидное тело. В будущем полученные данные могли бы помочь в воспитании доверия к роботам-помощникам.

Ведь сегодня роботы приобретают все большее значение. Машины помогают при работе на конвейерах, в операционных блоках или в зонах природных катастроф и в будущем должны заменить медсестер, домашний персонал и консультантов. Было бы хорошо, чтобы собственно в этих областях технические помощники были внешне похожи на своих создателей. И, как подсказывает нам здравый смысл, чем более человекоподобен робот, тем легче его примут, например, пенсионеры, которым нужна помощь медсестры. Но так ли это в реальности?

«Симпатия к искусственному субъекту возрастает, чем больше он напоминает человека. Но это имеет свой предел», — поясняет Астрид Розенталь фон дер Пютен (Astrid Rosenthal von der Pütten) с Рейнско-Вестфальского технического университета Аахена. Если машина уж слишком человекоподобна, то она начинает вызывать отвращение. Такие работы, как правило, производят неприятные впечатления, что дает основания экспертам говорить об эффекте «жуткой долины».

Это явление впервые описал японский роботехник Масахиро Мори (Masahiro Mori) в 70-е годы ХХ века. Он обнаружил, что наиболее человекоподобные роботы оказались наиболее неприятны людям из-за мелких несоответствий реальности, вызывающих чувство дискомфорта и страха. Резкий спад на графике «симпатии» по мере приближения роботов к «человекоподобности» и был назван «Зловещей (жуткой) долиной» (uncanny valley).

Как возникает неприятие подобных на людей роботов, сегодня известно лишь частично. Какие механизмы в мозге отвечают за этот эффект?

Данным вопросом задались Розенталь и ее команда. Они решили изучить нейронные механизмы принятия или отвержения искусственных социальных партнеров в Зловещей долине (см. их статью "Neural Mechanisms for Accepting and Rejecting Artificial Social Partners in the Uncanny Valley").

Для своего исследования с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии ученые проанализировали мозговую активность 21 здоровых добровольцев. При этом наблюдали, что происходило, когда испытуемые сталкивались с различными версиями людей и роботов — среди них были и такие, которые выглядели совсем как машины, и роботы-гуманоиды, а также очень похожие на людей андроиды.

В тестах участники исследования должны были указать, как они оценивали субъектов, которых им показывали на картинках: насколько они напоминали человека и насколько привлекательными им казались. В конце участников исследования спрашивали, которому из демонстрируемых кандидатов они бы доверили выбрать личный подарок для себя.

Как и ожидали, большинство испытуемых доверили бы подарок человеку или человекоподобному роботу — и не тем роботам-помощникам, которые визуально были близки к границе между человеком и не-человеком.

Этот эффект проявился и в мозге: реакция на демонстрируемых роботов и людей была связана с активностью в средней префронтальной коре. Этот мозговой участок считают местом расположения оценочных центров и системы вознаграждений, которые анализируют различные стимулы — от калорийных молочных коктейлей до деликатного прикосновения.

Один участок в средней префронтальной коре оценивает информацию о сходстве с человеком. При этом этот участок сильно реагирует на настоящих людей и значительно слабее — на искусственных субъектов. Этот сигнал с подробной информацией о ситуации затем обрабатывает другой участок в этой же области мозга — вентромедиальная префронтальная кора (VMPFC). Она и определяет уровень симпатии.

«Мы были удивлены, увидев, что этот участок реагировал на роботов точно так же, как и предполагала гипотеза о жуткой долине, — сообщил соавтор исследования Фабиан Грабенгорст (Fabian Grabenhorst) из Кембриджского университета. — В случае роботов, которые были похожи на человека, активность возрастала, однако на грани «человек — не-человек» активность этой коры уменьшалось — так возникала типичная долина».

«Таким образом, реакция зловещей долины (The Uncanny Valley reaction) — избирательная неприязнь к очень похожим на человека искусственным агентам — основана на нелинейном ценностном кодировании в VMPFC, ключевом компоненте мозга».

Кроме того, миндалевидное тело также играет определенную роль при возникновении эффекта зловещей долины. Оно отвечает за эмоциональное оценки ситуации и было особенно активным, когда участники исследования не принимали подарков от подобных на человека субъектов, но не людей. «На основании этого сигнала можно было предусмотреть отказ принять подарок», — пояснила команда ученых.

«Четкий миндалевидный сигнал предсказал отторжение искусственных агентов. Наши данные предполагают, что человеческие реакции на искусственных агентов регулируются нейронным механизмом, который генерирует селективную нелинейную оценку в ответ на специфическую комбинацию признаков (сходство на человека у нечеловеческих агентов). Таким образом, основной принцип сенсорного кодирования — избирательность нейронных функций — может также лежать в основе человеческих реакций на искусственных социальных партнеров».

В будущем новые эксперименты могут помочь повысить принятие роботов. «Известно, что сигналы, поступающие на оценку в эти участки мозга, можно изменить социальным опытом, — говорит Грабенгорст. — Если мы переживем такую ситуацию, когда искусственный актер примет за нас правильное решение — например, покупая подарок — наша вентромедиальная префронтальная кора рано или поздно начнет реагировать на новых социальных партнеров иначе».

Но идеального работа для всех, наверное, никогда не будет. Ведь эффект долины проявляется очень индивидуально. Если кто-то резко реагирует на человекоподобных роботов, то другой к ним будет менее чувствительным. «Нет ни одного дизайна для робота, который нравился бы всем пользователям — или бы всех пугал», — констатирует Розенталь фон дер Пютен.

Wie unser Gehirn auf Roboter reagiert

18.07.2019