时事分析 | 创新及科技发展 | 2019-02-11 | 《星岛日报》

当机械人开始与人类联谊时……



在科幻电影《星球大战》系列中,金色人型机械人C-3PO及圆筒状机械人R2-D2两名角色,令不少影迷留下深刻印象,原因是它们并非冷冰冰、不懂人心的机器,而是懂得与人交流、跟人谈天说地的伙伴。[1]在现实世界中,随着科技发展,能够与人交流的机械人不再只是科幻电影桥段,而是渐渐由研发走向应用。有电脑科学学者认为,拥有与人类交流功能的「社交机械人」(social robot)是未来趋势所在,机械人学也正朝该方向发展。[2]这类机械人可以在哪些方面协助人类,而人类与它们互动交流时又有什么需要注意?

机械海豹 助认知障碍患者改善病况

现时社交机械人的用途之一,是协助有特殊需要人士。其中由日本公司研发、外表如一只白色海豹的智能机械人PARO就被用于协助认知障碍症患者。[3]PARO自2003年已在日本及欧洲应用,并已推出多个版本。它不但可感应光线、温度、被人抚摸,亦能凭声音辨别名字、打招呼及赞美的字词,并且可摆动头部和手脚及发出仿如幼小海豹的叫声。[4]

PARO也懂得「学习」如何按使用者的喜恶而行动,例如被人抚摸时,PARO会尝试吸引人们再次抚摸它;若使用者拍打PARO,它便会记住自己之前所作的行为,避免再犯。[5]PARO的研发公司称,这款机械人能协助病人和照顾者纾缓压力,刺激和改善他们之间的互动,亦可让病人放松及使他们更具动力。[6]

目前已有一些研究探讨PARO在改善高龄认知障碍症患者情绪之作用。[7]其中一个的研究对象,是澳洲昆士兰28间长期护理设施内,415名被诊断有认知障碍症的60岁或以上长者。[8]这批长者按所在设施被分成三组,第一组每周三次与PARO独处,每次历时15分钟;第二组获同样安排,但PARO机械人的功能被关闭,犹如一只毛公仔;第三组则获得惯常的护理服务。[9]结果显示,经过十周后,与第二组相比,第一组的长者明显与手中物件有更多言语及眼神接触[10],而出动PARO亦较一般护理更能令长者感到愉快。[11]然而,研究结果亦反映,使用PARO的正面效果在停用PARO后难以维持。[12]

传授社交秘诀 打开自闭童心扉

除了认知障碍症患者,自闭症儿童亦被指能受惠于社交机械人。美国耶鲁大学电脑科学教授Scassellati教授指,自闭症儿童在一般社交场合感到不安,但与机械人交流会觉得较安全。[13]其团队曾进行一项实验,当中有12名患有自闭症的6至12岁儿童参加,他们及其照顾者每天在家中与社交机械人互动30分钟,为期30天。过程中,机械人会先给各人说故事,然后针对日常社交技巧,与他们玩六种不同的游戏,也会引导儿童跟其照顾者进行眼神交流及经验分享。[14]结果显示,儿童的「共同注意力」(joint attention)有所改善[15],儿童照顾者也认为儿童与别人互动时,比以往展示更多社交技巧,包括眼神接触、尝试打开话题,以及尝试作出更频密的反应。[16]

已引入香港 为有特殊需要的长者及儿童服务

在香港,同样有人借助社交机械人的力量,以协助有特殊需要的长者及儿童。香港圣公会福利协会数年前在深水埗的安老院引入两只PARO,主要帮助轻度至中度认知障碍症患者及情绪低落的院友,协助他们稳定情绪、刺激社交功能、增加主动沟通能力及提升专注力。该机构指,PARO对曾经饲养宠物的院友尤其有效。[17]

香港中文大学数年前也进行一项计划,利用人工智能机械人NAO教导自闭症学生辨认和做出八个手势,提升他们以手势沟通的技巧。这个构思在当年更被视为全球先驱。领导该计划的教育心理学系副教授苏咏芝当时认为,计划能广泛应用到特殊学校,甚至是接收自闭症儿童的主流学校。[18]

「感情」丰富 未来或走进寻常百姓家

另一方面,社交机械人的应用不限于改善有特殊需要人士的病情及生活,也可以成为一般人日常生活的好帮手。有法国公司研发名为Buddy的家居机械人,一方面有功能上的作用,如就要务提醒用家、在家巡视、注意有没有人非法入屋或发生火警、透过互动游戏协助小朋友学习、控制家中电器等。[19]另一方面Buddy可透过与家人互动,流露不同「情感」,例如当家人回家,Buddy会开心欢迎;如果它长期被忽视或心情不佳,便会显得闷闷不乐。[20]

假如将来有更多机械人走进人类生活,在街道、家居、餐厅、酒店、安老院等地点分担人类的工作,人类便能专注提供更佳服务。对整体社会来说,机械人也能提供庞大劳动力。

进入人类生活 先要得人欢心

然而,若机械人真的要与人共处,它们可能需要具备更多与人沟通的能力。例如一个在家打扫的机械人,可能需要先说服小孩收拾地上的玩具,以便打扫;在其他工作环境中,机械人也可能要与人类沟通,例如要求他们替它开门,或者向它提供一些完成工作所需的资讯等。[21]

此外,机械人要与人类相处、沟通,前提是能够明白人类的意图,从而作出正确回应[22];而人类亦愿意与机械人接触、沟通。[23]Scassellati教授指出,机械人吸引人类与之交流的其中一个特质,是懂「出猫」。在一个实验中,参加者与机械人玩「包、剪、揼」游戏,当机械人如预期般,规律地做出「包、剪、揼」手势,参加者只会视其为机器;不过当机械人「出猫」取胜,参加者便开始与其谈话、与机械人有眼神接触等,不再视其为物件,而是待之如人类。[24]

似人非人 或成融入人类生活障碍

不过,变得与人类相似,未必是机械人得到人类喜爱的万灵药方。日本机械人学教授森政弘在数十年前,就人类面对人型机械人的感受,提出了名为「恐怖谷」(uncanny valley)的概念。他指随着机械人愈接近人类但又终究未达到与人无异的水平,人类对其感受会急遽的由同情转为反感。[25]如果将机械人的「像人程度」及人类对机械人的「好感度」以折线图表达,当「像人程度」上升至某水平时,与「好感度」的关系就会插水式向下,并跌至负数,至「像人程度」进一步增加,「好感度」才会再上升,走势仿如山谷。[26]

近年一些有关人类对机械人观感的研究,似乎也呼应着森政弘教授的「恐怖谷」说法。两名分别来自美国史丹福大学及三藩市加利福尼亚大学的研究人员Maya B. Mathur及David B. Reichling,曾在网络找出80张「人型」机械人照片,当中部分照片的机械人样貌与人类毫不相似,也有的非常接近。研究人员其后透过群众外包平台Amazon Mechanical Turk邀请来自美国的参加者,就它们有多像机械或人类程度项目评分[27],当中-100代表「最似机械」,+100代表「最像人类」。[28]参加者又需评估如在日常生活中与照片中的机械人打交道,会有多享受及友善的体验,以此来衡量机械人有多受人类「喜爱」。[29]

结果显示,在「机械及人类程度值」处于很低水平时,机械人样貌变得更人类一点,人们喜爱程度是增加;但当「机械及人类程度值」过了某个水平(-66分,即样貌中等程度像机械人),喜爱程度会开始下降,而当数值升到+36分(即机械人样貌有点似人的样貌),人们对其喜爱程度更是达到谷底。在这个水平打后,「机械及人类程度值」上升,人们喜爱的程度也止跌回升。[30]由此可见,「机械及人类程度值」及人类「喜爱程度」两者的走势,同样呈现出如「恐怖谷」中的山谷形状。

虽然上述研究结果也反映,如果机械人样貌非常接近人类,人类的喜爱程度是最高[31],但两名研究员就认为结果也突显这些很像人的机械人其实是处于危险边缘,一旦其像真度稍微出现瑕疵,人类与它们之间的社交互动便可能大受破坏。[32]

除了忧虑人类反感,也有人基于其他理由反对机械人太似人类。美国加州大学柏克莱分校电脑科学教授Stuart Russell就曾主张禁止极似人类的人型机械出现,认为当人们看到人型物体时,脑部会令我们无可避免地待之如人类,这是人脑天生设定。因此他认为在某程度上,人型机械人是利用人类不能控制的脑部来误导人类。[33]

人机有情 会否被感情欺骗?

假设社交机械人日后广为人类接受,成为日常生活的一部分,人们在享受机械人所带来的益处之余,亦不能忽视潜在风险。其中,有人关注在长者及儿童护理范畴以机器代替人类是否合乎道德,认为有需要进行更多研究,探讨这对人类在情感方面的长远影响。[34]

英国组织UK Robotics and Autonomous Systems Network提出一系列要注意的事项,包括透明度、功能、私隐及安全问题。[35]该组织认为,在社会护理范畴上,人的元素不可或缺,人工智能及社交机械人虽然可某程度上作伴,但取代不了人类。该组织甚至倡议,在可协助人更独立生活之机械人及人工智能技术发展的同时,要立法保障人们能够与护理员有直接接触的权利。[36]

当机械人与人无异,人类对于它们会抱持怎样的感情,这种感情又会否被人利用,也是隐忧。有德国学者进行实验,邀请大部分是学生和至少达大学本科程度的参加者与机械人互动交流。[37]参加者被告知实验目的是希望改善机械人的互动性能,但实验的真正目的,是想测试实验者能否忍心关掉一个声称不想被关掉的机械人。[38]在实验后期,研究人员会告知参加者已收集足够资料,他们可以关掉机械人,而在部分情况下,机械人会「反对」或「求情」,请求参加者不要将它关闭。[39]实验结果显示,机械人开口「求情」,会影响参加者是否决定关掉机械人[40],而即使是关掉,也会延迟他们关掉的时间。[41]

人有侧隐之心,当然不是坏事,但「别有用心」者也可能利用人对机械人的侧隐之心。举例,如果保养机械人并不便宜[42],但机械人苦苦哀求用家别让自己死去,用家会否为它破费?若有商家透过机械人向用家推销产品或服务,用家又会否特别容易动心?

在此刻,机械人进入人类日常生活,与人交流,不再是镜花水月的电影桥段,而是愈益精良的技术。当中的机遇及挑战,需要社会在今天开始思考。

1 Mary Ellen Foster, "How long until we can build R2-D2 and C-3PO?" The Conversation, December 17, 2015, https://theconversation.com/how-long-until-we-can-build-r2-d2-and-c-3po-52400.
2 Kirsten Weir, "The dawn of social robots," American Psychological Association, https://www.apa.org/monitor/2018/01/cover-social-robots.aspx, accessed January 15, 2019.
3 "PARO Therapeutic Robot," PARO Robots USA, http://www.parorobots.com, accessed January 16, 2019.
4 同3。
5 同3。
6 同3。.
7 Wendy Moyle et al., "Use of a Robotic Seal as a Therapeutic Tool to Improve Dementia Symptoms: A Cluster-Randomized Controlled Trial," Journal of the American Medical Directors Association 18(9) (2017), p. 767.
8 同7,第766至768页。
9 同7,第766至767页。
10 同7,第769至771页。
11 同7,第769至771页。
12 同7,第772页。
13 William Weir, "Robots help children with autism improve social skills," Yale University, https://news.yale.edu/2018/08/22/robots-help-children-autism-improve-social-skills, last modified August 22, 2018; "Faculty," Yale University Social Robotics Lab, https://scazlab.yale.edu/people/faculty, accessed January 17, 2019.
14 Brian Scassellati et al., "Improving social skills in children with ASD using a long-term, in-home social robot," Science Robotics 3(21) (2018), pp. 2 and 3.
15 「共同注意力」是指能与另一人分享及共同关注同一对象或事件,例如婴儿对一件有趣物件露出笑容,然后维持笑容的望向另一人,仿佛预期对方是会望着自己。具备「共同注意力」是儿童发展重要里程碑。资料来源:「专注力」。取自明德儿童启育中心网站:https://www.cdchk.org/zh-hant/parent-tips-zh-hant/attention,最后更新日期2017年4月24日;"What Is Autism?" Autism Recovery Network, http://autismrecovery.hk/autism/what-is-autism, accessed January 29, 2019; Brian Scassellati et al., "Improving social skills in children with ASD using a long-term, in-home social robot," Science Robotics 3(21) (2018), pp. 3, 4 and 6.
16 同14,第4页。
17 「小型机械人逗乐长者」。取自香港独立媒体网站:http://www.inmediahk.net/node/1049832,最后更新日期2017年6月5日。
18 「中大首引入社交机械人提升自闭症儿童手势沟通技巧」。取自香港中文大学传讯及公共关系处网站:https://www.cpr.cuhk.edu.hk/tc/press_detail.php?id=2291&t,最后更新日期2016年6月29日。
19 "Buddy The First Emotional Companion Robot," Buddy The Emotional Robot, https://buddytherobot.com/en/buddy-the-emotional-robot, accessed January 15, 2019; "Buddy: The Entertainment & Assistant Robot," Buddy The Emotional Robot, https://buddytherobot.com/wp-content/uploads/PRESS_KIT/Buddy-Press-Kit-EN.pdf, accessed January 15, 2019, pp. 5-7. 
20 "Buddy The First Emotional Companion Robot," Buddy The Emotional Robot, https://buddytherobot.com/en/buddy-the-emotional-robot, accessed January 15, 2019. 
21 George Nott, "Inside the 'Magic Lab' where robots learn how to manipulate our emotions," CIO, https://www.cio.com.au/article/621378/inside-magic-lab-where-robots-learn-how-manipulate-our-emotions, last modified July 4, 2017.
22 同2。
23 同2。
24 同2。
25 Masahiro Mori (Translated by Karl F. MacDorman and Norri Kageki), "The Uncanny Valley," IEEE Robotics & Automation Magazine, June 2012, pp. 98-99.
26 同25。
27 Maya B. Mathur and David B. Reichling, "Navigating a social world with robot partners: A quantitative cartography of the Uncanny Valley," Cognition 146 (2016), pp. 22-24.
28 同27,第23至25页。
29 同27,第25页。
30 同27,第25、26和30页。
31 同27,第26和30页。
32 同27,第30页。
33 Danielle Muoio, "Human-like robots may have a disturbing impact on actual humans," Business Insider, May 4, 2016, https://www.businessinsider.com/why-humanoid-robots-could-be-dangerous-2016-5; "Stuart Russell," Department of Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California, Berkeley, https://people.eecs.berkeley.edu/~russell, accessed January 16, 2019.
34 Ramesh Subramanian, "Emergent AI, Social Robots and the Law: Security, Privacy and Policy Issues," Journal of International Technology and Information Management 26(3) (2017), p. 98.
35 "Robotics in Social Care: A Connected Care EcoSystem for Independent Living," UK Robotics and Autonomous Systems Network, https://www.ukras.org/wp-content/uploads/2018/10/UK_RAS_wp_social_spread_low_res_ref.pdf, accessed January 17, 2019, p. 21.
36 同35,第22页。
37 Aike C. Horstmann et al., "Do a robot's social skills and its objection discourage interactants from switching the robot off?" PLoS ONE 13(7) (2018), pp. 1, 6-9.
38 同37,第1、5至7页。
39 同37,第8至9页。
40 同37,第11页。
41 同37,第5、11至12页。
42 同34。