時事分析 | 創新及科技發展 | 2019-02-11 | 《星島日報》

當機械人開始與人類聯誼時……



在科幻電影《星球大戰》系列中,金色人型機械人C-3PO及圓筒狀機械人R2-D2兩名角色,令不少影迷留下深刻印象,原因是它們並非冷冰冰、不懂人心的機器,而是懂得與人交流、跟人談天說地的伙伴。[1]在現實世界中,隨着科技發展,能夠與人交流的機械人不再只是科幻電影橋段,而是漸漸由研發走向應用。有電腦科學學者認為,擁有與人類交流功能的「社交機械人」(social robot)是未來趨勢所在,機械人學也正朝該方向發展。[2]這類機械人可以在哪些方面協助人類,而人類與它們互動交流時又有甚麼需要注意?

機械海豹 助認知障礙患者改善病況

現時社交機械人的用途之一,是協助有特殊需要人士。其中由日本公司研發、外表如一隻白色海豹的智能機械人PARO就被用於協助認知障礙症患者。[3]PARO自2003年已在日本及歐洲應用,並已推出多個版本。它不但可感應光線、溫度、被人撫摸,亦能憑聲音辨別名字、打招呼及讚美的字詞,並且可擺動頭部和手腳及發出仿如幼小海豹的叫聲。[4]

PARO也懂得「學習」如何按使用者的喜惡而行動,例如被人撫摸時,PARO會嘗試吸引人們再次撫摸它;若使用者拍打PARO,它便會記住自己之前所作的行為,避免再犯。[5]PARO的研發公司稱,這款機械人能協助病人和照顧者紓緩壓力,刺激和改善他們之間的互動,亦可讓病人放鬆及使他們更具動力。[6]

目前已有一些研究探討PARO在改善高齡認知障礙症患者情緒之作用。[7]其中一個的研究對象,是澳洲昆士蘭28間長期護理設施內,415名被診斷有認知障礙症的60歲或以上長者。[8]這批長者按所在設施被分成三組,第一組每周三次與PARO獨處,每次歷時15分鐘;第二組獲同樣安排,但PARO機械人的功能被關閉,猶如一隻毛公仔;第三組則獲得慣常的護理服務。[9]結果顯示,經過十周後,與第二組相比,第一組的長者明顯與手中物件有更多言語及眼神接觸[10],而出動PARO亦較一般護理更能令長者感到愉快。[11]然而,研究結果亦反映,使用PARO的正面效果在停用PARO後難以維持。[12]

傳授社交秘訣 打開自閉童心扉

除了認知障礙症患者,自閉症兒童亦被指能受惠於社交機械人。美國耶魯大學電腦科學教授Scassellati教授指,自閉症兒童在一般社交場合感到不安,但與機械人交流會覺得較安全。[13]其團隊曾進行一項實驗,當中有12名患有自閉症的6至12歲兒童參加,他們及其照顧者每天在家中與社交機械人互動30分鐘,為期30天。過程中,機械人會先給各人說故事,然後針對日常社交技巧,與他們玩六種不同的遊戲,也會引導兒童跟其照顧者進行眼神交流及經驗分享。[14]結果顯示,兒童的「共同注意力」(joint attention)有所改善[15],兒童照顧者也認為兒童與別人互動時,比以往展示更多社交技巧,包括眼神接觸、嘗試打開話題,以及嘗試作出更頻密的反應。[16]

已引入香港 為有特殊需要的長者及兒童服務

在香港,同樣有人借助社交機械人的力量,以協助有特殊需要的長者及兒童。香港聖公會福利協會數年前在深水埗的安老院引入兩隻PARO,主要幫助輕度至中度認知障礙症患者及情緒低落的院友,協助他們穩定情緒、刺激社交功能、增加主動溝通能力及提升專注力。該機構指,PARO對曾經飼養寵物的院友尤其有效。[17]

香港中文大學數年前也進行一項計劃,利用人工智能機械人NAO教導自閉症學生辨認和做出八個手勢,提升他們以手勢溝通的技巧。這個構思在當年更被視為全球先驅。領導該計劃的教育心理學系副教授蘇詠芝當時認為,計劃能廣泛應用到特殊學校,甚至是接收自閉症兒童的主流學校。[18]

「感情」豐富 未來或走進尋常百姓家

另一方面,社交機械人的應用不限於改善有特殊需要人士的病情及生活,也可以成為一般人日常生活的好幫手。有法國公司研發名為Buddy的家居機械人,一方面有功能上的作用,如就要務提醒用家、在家巡視、注意有沒有人非法入屋或發生火警、透過互動遊戲協助小朋友學習、控制家中電器等。[19]另一方面Buddy可透過與家人互動,流露不同「情感」,例如當家人回家,Buddy會開心歡迎;如果它長期被忽視或心情不佳,便會顯得悶悶不樂。[20]

假如將來有更多機械人走進人類生活,在街道、家居、餐廳、酒店、安老院等地點分擔人類的工作,人類便能專注提供更佳服務。對整體社會來說,機械人也能提供龐大勞動力。

進入人類生活 先要得人歡心

然而,若機械人真的要與人共處,它們可能需要具備更多與人溝通的能力。例如一個在家打掃的機械人,可能需要先說服小孩收拾地上的玩具,以便打掃;在其他工作環境中,機械人也可能要與人類溝通,例如要求他們替它開門,或者向它提供一些完成工作所需的資訊等。[21]

此外,機械人要與人類相處、溝通,前提是能夠明白人類的意圖,從而作出正確回應[22];而人類亦願意與機械人接觸、溝通。[23]Scassellati教授指出,機械人吸引人類與之交流的其中一個特質,是懂「出貓」。在一個實驗中,參加者與機械人玩「包、剪、揼」遊戲,當機械人如預期般,規律地做出「包、剪、揼」手勢,參加者只會視其為機器;不過當機械人「出貓」取勝,參加者便開始與其談話、與機械人有眼神接觸等,不再視其為物件,而是待之如人類。[24]

似人非人 或成融入人類生活障礙

不過,變得與人類相似,未必是機械人得到人類喜愛的萬靈藥方。日本機械人學教授森政弘在數十年前,就人類面對人型機械人的感受,提出了名為「恐怖谷」(uncanny valley)的概念。他指隨着機械人愈接近人類但又終究未達到與人無異的水平,人類對其感受會急遽的由同情轉為反感。[25]如果將機械人的「像人程度」及人類對機械人的「好感度」以折線圖表達,當「像人程度」上升至某水平時,與「好感度」的關係就會插水式向下,並跌至負數,至「像人程度」進一步增加,「好感度」才會再上升,走勢仿如山谷。[26]

近年一些有關人類對機械人觀感的研究,似乎也呼應着森政弘教授的「恐怖谷」說法。兩名分別來自美國史丹福大學及三藩市加利福尼亞大學的研究人員Maya B. Mathur及David B. Reichling,曾在網絡找出80張「人型」機械人照片,當中部分照片的機械人樣貌與人類毫不相似,也有的非常接近。研究人員其後透過群眾外包平台Amazon Mechanical Turk邀請來自美國的參加者,就它們有多像機械或人類程度項目評分[27],當中-100代表「最似機械」,+100代表「最像人類」。[28]參加者又需評估如在日常生活中與照片中的機械人打交道,會有多享受及友善的體驗,以此來衡量機械人有多受人類「喜愛」。[29]

結果顯示,在「機械及人類程度值」處於很低水平時,機械人樣貌變得更人類一點,人們喜愛程度是增加;但當「機械及人類程度值」過了某個水平(-66分,即樣貌中等程度像機械人),喜愛程度會開始下降,而當數值升到+36分(即機械人樣貌有點似人的樣貌),人們對其喜愛程度更是達到谷底。在這個水平打後,「機械及人類程度值」上升,人們喜愛的程度也止跌回升。[30]由此可見,「機械及人類程度值」及人類「喜愛程度」兩者的走勢,同樣呈現出如「恐怖谷」中的山谷形狀。

雖然上述研究結果也反映,如果機械人樣貌非常接近人類,人類的喜愛程度是最高[31],但兩名研究員就認為結果也突顯這些很像人的機械人其實是處於危險邊緣,一旦其像真度稍微出現瑕疵,人類與它們之間的社交互動便可能大受破壞。[32]

除了憂慮人類反感,也有人基於其他理由反對機械人太似人類。美國加州大學柏克萊分校電腦科學教授Stuart Russell就曾主張禁止極似人類的人型機械出現,認為當人們看到人型物體時,腦部會令我們無可避免地待之如人類,這是人腦天生設定。因此他認為在某程度上,人型機械人是利用人類不能控制的腦部來誤導人類。[33]

人機有情 會否被感情欺騙?

假設社交機械人日後廣為人類接受,成為日常生活的一部分,人們在享受機械人所帶來的益處之餘,亦不能忽視潛在風險。其中,有人關注在長者及兒童護理範疇以機器代替人類是否合乎道德,認為有需要進行更多研究,探討這對人類在情感方面的長遠影響。[34]

英國組織UK Robotics and Autonomous Systems Network提出一系列要注意的事項,包括透明度、功能、私隱及安全問題。[35]該組織認為,在社會護理範疇上,人的元素不可或缺,人工智能及社交機械人雖然可某程度上作伴,但取代不了人類。該組織甚至倡議,在可協助人更獨立生活之機械人及人工智能技術發展的同時,要立法保障人們能夠與護理員有直接接觸的權利。[36]

當機械人與人無異,人類對於它們會抱持怎樣的感情,這種感情又會否被人利用,也是隱憂。有德國學者進行實驗,邀請大部分是學生和至少達大學本科程度的參加者與機械人互動交流。[37]參加者被告知實驗目的是希望改善機械人的互動性能,但實驗的真正目的,是想測試實驗者能否忍心關掉一個聲稱不想被關掉的機械人。[38]在實驗後期,研究人員會告知參加者已收集足夠資料,他們可以關掉機械人,而在部分情況下,機械人會「反對」或「求情」,請求參加者不要將它關閉。[39]實驗結果顯示,機械人開口「求情」,會影響參加者是否決定關掉機械人[40],而即使是關掉,也會延遲他們關掉的時間。[41]

人有側隱之心,當然不是壞事,但「別有用心」者也可能利用人對機械人的側隱之心。舉例,如果保養機械人並不便宜[42],但機械人苦苦哀求用家別讓自己死去,用家會否為它破費?若有商家透過機械人向用家推銷產品或服務,用家又會否特別容易動心?

在此刻,機械人進入人類日常生活,與人交流,不再是鏡花水月的電影橋段,而是愈益精良的技術。當中的機遇及挑戰,需要社會在今天開始思考。

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頁。
9 同7,第766至767頁。
10 同7,第769至771頁。
11 同7,第769至771頁。
12 同7,第772頁。
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」是指能與另一人分享及共同關注同一對象或事件,例如嬰兒對一件有趣物件露出笑容,然後維持笑容的望向另一人,仿佛預期對方是會望著自己。具備「共同注意力」是兒童發展重要里程碑。資料來源:「專注力」。取自明德兒童啓育中心網站:https://www.cdchk.org/zh-hant/parent-tips-zh-hant/attention,最後更新日期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頁。
17 「小型機械人逗樂長者」。取自香港獨立媒體網站:http://www.inmediahk.net/node/1049832,最後更新日期2017年6月5日。
18 「中大首引入社交機械人提升自閉症兒童手勢溝通技巧」。取自香港中文大學傳訊及公共關係處網站:https://www.cpr.cuhk.edu.hk/tc/press_detail.php?id=2291&t,最後更新日期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頁。
29 同27,第25頁。
30 同27,第25、26和30頁。
31 同27,第26和30頁。
32 同27,第30頁。
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頁。
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頁。
39 同37,第8至9頁。
40 同37,第11頁。
41 同37,第5、11至12頁。
42 同34。