仿製人科學

仿製人科學

撰文/Tim Hornyak|譯者/鍾樹人
轉載自《科學人》2006年6月第52期

石黑浩創造了堪稱最逼真的機器人,但並非為了服務社會,而是為了讓我們更了解自己。

2005年,日本愛知縣舉辦的世界博覽會中,日本全國各實驗室的機器人全露了臉,各式各樣、大大小小的人形機器人,有的靠輪子移動,有的以雙腳走路,看起來就像可愛的小娃娃,或是神奇的機器戰士。不過一眼就可以看出,它們全都是人造的產物;只有一個機器人除外。這個機器人有著柔潤的雙唇、閃閃發亮的秀髮,靈動的雙眸緩緩眨動。它坐在椅凳上,雙手拘謹的交握在腿上,並且穿著鮮豔的粉紅色上衣、灰色寬鬆便褲。站在幾公尺之外,有那麼幾秒鐘令人困惑,這個「複製人一號」(Repliee Q1)看起來真的就像一位30多歲的一般女性。事實上,它還真的是依據一位30多歲的女性仿造而成的。

對許多人來說,複製人一號不僅是一般的人形機器人,而是貨真價實的仿製人。它看起來那麼栩栩如生,就像真人一樣。日本以擁有全世界最先進的人形機器人為傲,本田公司的「艾西莫」(Asimo)和其他的雙足機器人為其中代表。隨著人口凋零老化、人力衰減,可想而知,機器人終究會派得上用場。但為什麼要建造一個具有上色矽膠皮膚、動作流暢、甚至化了妝的機器人呢?對複製人一號的創造者石黑浩來說,答案很簡單:「仿製人科學。」

石黑浩,日本大阪大學智能機器人學實驗室的主持人,一頭烏黑濃密的頭髮下是緊蹙的眉頭,凌厲的眼神幾乎能發射雷射光。將機器賦予人形與雙足,是為了克服樓梯等建築特性,讓機器人能夠在人類環境中工作。但除了這類正當理由,石黑浩相信,人類對極像人的機器反應較好。因此,仿製人能引發最自然的溝通方式。42歲的石黑浩表示:「外觀十分重要,可促使人與機器人建立更好的關係,機器人是資訊媒介,尤其是人形機器人。未來,它們扮演的主要角色就是自然的與人類互動。」

石黑浩成長於日本京都附近,小時候是個典型的日本男孩,以做機器人模型為樂。雖然如此,比起發明機器人,他卻更關心生命的哲學課題。輕微的色盲讓他不得不放棄原本當油畫家的志願,轉為研究電腦與機器人的視界。他在日本山梨大學就讀時,曾經為盲人建造一具帶路機器人;他後來建造的人形機器人Robovie的元件,也被三菱重工運用在新一代管家通訊機器人「牛若丸」(Wakamaru)的設計裡。對「星艦奇航」中的仿製人百科(Data)深感著迷的石黑浩,認為機器人是幫助我們更了解自己的理想機具。

為了成功模仿人類的外貌與行為,石黑浩把認知科學融入機器人學。反過來,認知科學研究也能利用機器人,做為研究人類感知、溝通與其他官能的測試溫床。這種全新的異體交配法,正是石黑浩口中的仿製人科學。在2005年的一篇論文中,他與研究夥伴做了如下的解釋:「為了讓仿製人和真人一樣,我們必須從認知科學、行為科學與神經科學的角度研究人類的活動;為了評估人類的活動,我們又必須在仿製人身上實踐該行動背後的程序。」

石黑浩的關鍵策略是,根據真人來建構機器人。四年前,他以當時四歲的女兒為對象展開研究,模擬她的身體做了一個初階仿製人,但致動裝置太少,機器人動作僵硬且不自然。石黑浩與日本東京的機器人製造商可可洛公司合作「複製」了真人──NHK電視新聞主播藤雅子,以形狀記憶矽膠與石膏模型建造了複製人一號。金屬骨架外包覆著聚氨甲酸酯與五公釐厚的矽膠皮膚,經過特殊上色,觸感柔軟。再加上衣服、假髮與唇膏,看起來幾乎是藤雅子的翻版。

不過,外觀只是人形的一部份。為了讓複製人一號的上半身擁有流暢的動作,石黑浩為它安裝42個安靜的小型氣壓伺服致動器。但由於這些致動器的動能來自冰箱大小的外部空氣壓縮機,因此運動性能受到了限制。同樣的,石黑浩也把大部份控制單元與感測器安排在仿製人體外,以地面感測器追蹤人類的行動,以攝影機偵察人類的臉部與姿態,並以麥克風接收語音。結果好得驚人。複製人一號皮膚上的壓電式感測器一偵測到碰觸,會立刻舉起手臂,透過柔和的語調以預錄的日語說:「我出現的目的,是為了研究真人與機器人之間的自然溝通。」

人形機器人也有讓人感到不舒服的危險。石黑浩的合作夥伴港隆史表示:「由於仿製人的外觀酷似人類,所以動作與反應上微妙的差異,可能讓仿製人顯得怪異。」這種負面的情緒反應即日本機器人學家森政弘於1970年首度描述的「詭異之谷」(uncanny valley)。不過複製人一號非常逼真,之所以能克服這種令人毛骨悚然的感受,部份原因就在於它的移動方式很自然。

石黑浩的仿製人科學實驗證明了動作的重要性。他請受試者在布簾拉起的兩秒鐘內辨識出衣服的顏色;受試者不知道的是,布簾後也藏著仿製人,它可能是靜止不動,也可能做出人類常在不自覺中出現的「微動作」。當仿製人靜止不動時,70%的受試者知道自己看到的是機器人;但當仿製人微微動作時,只有30%的人知道那是仿製人。

在這個把新力索尼的愛寶機器狗當成家人一樣對待的國度裡,每天研究仿製人的工程系學生,為機器人發展出特別的保護措施也不奇怪。但有關視線方向的實驗卻顯示,工程師以外的人也可能不自覺的把仿製人當做一般的社交對象。在這些研究裡,受試者與其他人或仿製人對話時,若陷入思考就會把視線轉開。因此石黑浩和助理認為,視線的中斷也許可用來測量仿製人與人類的相似程度。他們認為,想消除人類對機器人在社會中扮演日常角色的心理障礙,這就是關鍵。(較為基礎的仿製人已經開始在日本工作了,那就是沙耶。這部機器人的感測器比較少,動作也有限,是由日本東京理科大學的小林宏所開發,多年來一直在該大學的大廳擔任接待員。)

石黑浩的合作夥伴麥可多曼(Karl MacDorman)曾經研究過詭異之谷與死亡恐懼之間可能的關聯,他認為:「仿製人可說是最後的實驗機器與測試溫床。我們需要更多的仿製人。」

石黑浩的自動機器人雖然可能演變成雙足機器人,但他卻認為仿製人永遠無法超越人類,也就是說,像電影「銀翼殺手」內那種精巧的「同理心測試」,並無存在的必要。這大概有點諷刺吧,石黑浩表示:「暫時困惑個幾秒鐘是可能的,但一整天,那就不可能了。完美的仿製人並不可能存在。」

然而,石黑浩仍希望把下一個仿製人(這次是男性)做得盡可能真實。模特兒是誰?他自己。石黑浩認為,機器複製人可讓他在忙碌的時間表中稍微鬆口氣,因為他可以派機器人到教室或會議室,透過它進行視訊會議。他說:「我永遠想問的問題是:我們為什麼活著?人類又是什麼?」一個以電路和矽膠做成的石黑浩,也許很快就能回答他的問題。

(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)

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