仿製人科学

2020-06-17 860浏览 41评论 31赞
仿製人科學

石黑浩创造了堪称最逼真的机器人,但并非为了服务社会,而是为了让我们更了解自己。

2005年,日本爱知县举办的世界博览会中,日本全国各实验室的机器人全露了脸,各式各样、大大小小的人形机器人,有的靠轮子移动,有的以双脚走路,看起来就像可爱的小娃娃,或是神奇的机器战士。不过一眼就可以看出,它们全都是人造的产物;只有一个机器人除外。这个机器人有着柔润的双唇、闪闪发亮的秀髮,灵动的双眸缓缓眨动。它坐在椅凳上,双手拘谨的交握在腿上,并且穿着鲜豔的粉红色上衣、灰色宽鬆便裤。站在几公尺之外,有那幺几秒钟令人困惑,这个「複製人一号」(Repliee Q1)看起来真的就像一位30多岁的一般女性。事实上,它还真的是依据一位30多岁的女性仿造而成的。

对许多人来说,複製人一号不仅是一般的人形机器人,而是货真价实的仿製人。它看起来那幺栩栩如生,就像真人一样。日本以拥有全世界最先进的人形机器人为傲,本田公司的「艾西莫」(Asimo)和其他的双足机器人为其中代表。随着人口凋零老化、人力衰减,可想而知,机器人终究会派得上用场。但为什幺要建造一个具有上色硅胶皮肤、动作流畅、甚至化了妆的机器人呢?对複製人一号的创造者石黑浩来说,答案很简单:「仿製人科学。」

石黑浩,日本大阪大学智能机器人学实验室的主持人,一头乌黑浓密的头髮下是紧蹙的眉头,凌厉的眼神几乎能发射雷射光。将机器赋予人形与双足,是为了克服楼梯等建筑特性,让机器人能够在人类环境中工作。但除了这类正当理由,石黑浩相信,人类对极像人的机器反应较好。因此,仿製人能引发最自然的沟通方式。42岁的石黑浩表示:「外观十分重要,可促使人与机器人建立更好的关係,机器人是资讯媒介,尤其是人形机器人。未来,它们扮演的主要角色就是自然的与人类互动。」

石黑浩成长于日本京都附近,小时候是个典型的日本男孩,以做机器人模型为乐。虽然如此,比起发明机器人,他却更关心生命的哲学课题。轻微的色盲让他不得不放弃原本当油画家的志愿,转为研究电脑与机器人的视界。他在日本山梨大学就读时,曾经为盲人建造一具带路机器人;他后来建造的人形机器人Robovie的元件,也被三菱重工运用在新一代管家通讯机器人「牛若丸」(Wakamaru)的设计里。对「星舰奇航」中的仿製人百科(Data)深感着迷的石黑浩,认为机器人是帮助我们更了解自己的理想机具。

为了成功模仿人类的外貌与行为,石黑浩把认知科学融入机器人学。反过来,认知科学研究也能利用机器人,做为研究人类感知、沟通与其他官能的测试温床。这种全新的异体交配法,正是石黑浩口中的仿製人科学。在2005年的一篇论文中,他与研究伙伴做了如下的解释:「为了让仿製人和真人一样,我们必须从认知科学、行为科学与神经科学的角度研究人类的活动;为了评估人类的活动,我们又必须在仿製人身上实践该行动背后的程序。」

石黑浩的关键策略是,根据真人来建构机器人。四年前,他以当时四岁的女儿为对象展开研究,模拟她的身体做了一个初阶仿製人,但致动装置太少,机器人动作僵硬且不自然。石黑浩与日本东京的机器人製造商可可洛公司合作「複製」了真人──NHK电视新闻主播藤雅子,以形状记忆硅胶与石膏模型建造了複製人一号。金属骨架外包覆着聚氨甲酸酯与五公釐厚的硅胶皮肤,经过特殊上色,触感柔软。再加上衣服、假髮与唇膏,看起来几乎是藤雅子的翻版。

不过,外观只是人形的一部份。为了让複製人一号的上半身拥有流畅的动作,石黑浩为它安装42个安静的小型气压伺服致动器。但由于这些致动器的动能来自冰箱大小的外部空气压缩机,因此运动性能受到了限制。同样的,石黑浩也把大部份控制单元与感测器安排在仿製人体外,以地面感测器追蹤人类的行动,以摄影机侦察人类的脸部与姿态,并以麦克风接收语音。结果好得惊人。複製人一号皮肤上的压电式感测器一侦测到碰触,会立刻举起手臂,透过柔和的语调以预录的日语说:「我出现的目的,是为了研究真人与机器人之间的自然沟通。」

人形机器人也有让人感到不舒服的危险。石黑浩的合作伙伴港隆史表示:「由于仿製人的外观酷似人类,所以动作与反应上微妙的差异,可能让仿製人显得怪异。」这种负面的情绪反应即日本机器人学家森政弘于1970年首度描述的「诡异之谷」(uncanny valley)。不过複製人一号非常逼真,之所以能克服这种令人毛骨悚然的感受,部份原因就在于它的移动方式很自然。

石黑浩的仿製人科学实验证明了动作的重要性。他请受试者在布帘拉起的两秒钟内辨识出衣服的颜色;受试者不知道的是,布帘后也藏着仿製人,它可能是静止不动,也可能做出人类常在不自觉中出现的「微动作」。当仿製人静止不动时,70%的受试者知道自己看到的是机器人;但当仿製人微微动作时,只有30%的人知道那是仿製人。

在这个把新力索尼的爱宝机器狗当成家人一样对待的国度里,每天研究仿製人的工程系学生,为机器人发展出特别的保护措施也不奇怪。但有关视线方向的实验却显示,工程师以外的人也可能不自觉的把仿製人当做一般的社交对象。在这些研究里,受试者与其他人或仿製人对话时,若陷入思考就会把视线转开。因此石黑浩和助理认为,视线的中断也许可用来测量仿製人与人类的相似程度。他们认为,想消除人类对机器人在社会中扮演日常角色的心理障碍,这就是关键。(较为基础的仿製人已经开始在日本工作了,那就是沙耶。这部机器人的感测器比较少,动作也有限,是由日本东京理科大学的小林宏所开发,多年来一直在该大学的大厅担任接待员。)

石黑浩的合作伙伴麦可多曼(Karl MacDorman)曾经研究过诡异之谷与死亡恐惧之间可能的关联,他认为:「仿製人可说是最后的实验机器与测试温床。我们需要更多的仿製人。」

石黑浩的自动机器人虽然可能演变成双足机器人,但他却认为仿製人永远无法超越人类,也就是说,像电影「银翼杀手」内那种精巧的「同理心测试」,并无存在的必要。这大概有点讽刺吧,石黑浩表示:「暂时困惑个几秒钟是可能的,但一整天,那就不可能了。完美的仿製人并不可能存在。」

然而,石黑浩仍希望把下一个仿製人(这次是男性)做得尽可能真实。模特儿是谁?他自己。石黑浩认为,机器複製人可让他在忙碌的时间表中稍微鬆口气,因为他可以派机器人到教室或会议室,透过它进行视讯会议。他说:「我永远想问的问题是:我们为什幺活着?人类又是什幺?」一个以电路和硅胶做成的石黑浩,也许很快就能回答他的问题。

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