Forschung

Mit der Verbesserung der Technik wächst auch unsere Fähigkeit, lebensechte künstliche Agenten wie Roboter und Computergrafiken zu schaffen – aber das kann ein zweischneidiges Schwert sein.

„Die Ähnlichkeit mit der menschlichen Gestalt oder dem menschlichen Verhalten kann sowohl ein Vorteil als auch ein Nachteil sein“, erklärt Professor Astrid Rosenthal-von der Pütten, Lehrstuhl für Individuum und Technologie an der RWTH Aachen. „Die Sympathie eines künstlichen Agenten nimmt zu, je menschenähnlicher er wird, aber nur bis zu einem gewissen Grad: Manchmal scheinen die Menschen es nicht zu mögen, wenn der Roboter oder die Computergrafik zu menschenähnlich wird.“

Dieses Phänomen wurde erstmals 1978 von dem Robotik-Professor Masahiro Mori beschrieben, der im Japanischen einen Ausdruck prägte, der später als „Uncanny Valley“ übersetzt wurde.

Nun haben Neurowissenschaftler und Psychologen im Vereinigten Königreich und in Deutschland in einer Reihe von Experimenten, die im Journal of Neuroscience veröffentlicht wurden, Mechanismen im Gehirn identifiziert, die ihrer Meinung nach erklären, wie dieses Phänomen zustande kommt – und vielleicht sogar Wege aufzeigen, wie Entwickler die Reaktion der Menschen verbessern können.

„Für einen Neurowissenschaftler ist das ‚Uncanny Valley‘ ein interessantes Phänomen“, erklärt Dr. Fabian Grabenhorst, ein Sir Henry Dale Fellow und Dozent in der Abteilung für Physiologie, Entwicklung und Neurowissenschaften an der Universität von Cambridge. „Es setzt einen neuronalen Mechanismus voraus, der zunächst beurteilt, wie nahe ein gegebener sensorischer Input, etwa das Bild eines Roboters, an der Grenze dessen liegt, was wir als menschliches oder nicht-menschliches Wesen wahrnehmen.

Um diese Mechanismen zu untersuchen, untersuchten die Forscher die Gehirnmuster von 21 gesunden Personen während zweier verschiedener Tests mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT), die Veränderungen des Blutflusses im Gehirn misst, um festzustellen, wie aktiv verschiedene Regionen sind.

Im ersten Test wurde den Teilnehmern eine Reihe von Bildern mit Menschen, künstlichen Menschen, Androiden, humanoiden Robotern und mechanoiden Robotern gezeigt, die sie hinsichtlich ihrer Sympathie und Menschenähnlichkeit bewerten sollten.

In einem zweiten Test sollten die Teilnehmer dann entscheiden, welchem dieser Agenten sie ein persönliches Geschenk für sie aussuchen würden, das einem Menschen gefallen würde. Dabei stellten die Forscher fest, dass die Teilnehmer im Allgemeinen Geschenke von Menschen oder von den menschenähnlicheren künstlichen Agenten bevorzugten – mit Ausnahme derjenigen, die am nächsten an der Grenze zwischen Mensch und Nicht-Mensch lagen, was dem Phänomen des Unheimlichen Tals entspricht.

Durch Messung der Gehirnaktivität während dieser Aufgaben konnten die Forscher feststellen, welche Gehirnregionen an der Entstehung des Gefühls des Unheimlichen Tals beteiligt waren.

Einige der Hirnregionen in der Nähe des visuellen Kortex, der visuelle Bilder entschlüsselt, verfolgten, wie menschenähnlich die Bilder waren, indem sie ihre Aktivität änderten, je menschenähnlicher ein künstlicher Agent wurde – in gewissem Sinne schufen sie ein Spektrum der „Menschenähnlichkeit“.

Entlang der Mittellinie des Frontallappens, wo die linke und die rechte Gehirnhälfte aufeinandertreffen, befindet sich eine Wand aus neuronalem Gewebe, die als medialer präfrontaler Kortex bekannt ist. In früheren Studien haben die Forscher gezeigt, dass diese Hirnregion ein allgemeines Bewertungssystem enthält, das alle Arten von Reizen beurteilt; so haben sie beispielsweise gezeigt, dass dieses Hirnareal den Belohnungswert von angenehmen fettreichen Milchshakes und auch von sozialen Reizen wie angenehmen Berührungen signalisiert.

In der vorliegenden Studie waren zwei verschiedene Teile des medialen präfrontalen Kortex für das Uncanny Valley wichtig. Ein Teil wandelte das Signal der Menschenähnlichkeit in ein Signal zur Erkennung von Menschen um, wobei die Aktivität in dieser Region die Grenze zwischen menschlichen und nicht-menschlichen Reizen überbetonte – sie reagierte am stärksten auf menschliche Agenten und viel weniger auf künstliche Agenten.

Der zweite Teil, der ventromediale präfrontale Kortex (VMPFC), integrierte dieses Signal mit einer Bewertung der Sympathie, um ein bestimmtes Aktivitätsmuster zu erzeugen, das eng mit der Reaktion im Uncanny Valley übereinstimmte.

„Wir waren überrascht zu sehen, dass der ventromediale präfrontale Kortex auf künstliche Agenten genau so reagierte, wie es die Uncanny-Valley-Hypothese vorhersagt, mit stärkeren Reaktionen auf menschenähnlichere Agenten, aber dann mit einem Abfall der Aktivität nahe der Grenze zwischen Mensch und Nicht-Mensch – dem charakteristischen ‚Tal'“, sagt Dr. Grabenhorst.

Die gleichen Hirnareale waren aktiv, als die Teilnehmer Entscheidungen darüber trafen, ob sie ein Geschenk von einem Roboter annehmen sollten, indem sie die Bewertungen signalisierten, die die Teilnehmer bei ihren Entscheidungen leiteten. Eine weitere Region – die Amygdala, die für emotionale Reaktionen zuständig ist – war besonders aktiv, wenn die Teilnehmer Geschenke von den menschenähnlichen, aber nicht menschlichen künstlichen Agenten ablehnten. Das „Ablehnungssignal“ der Amygdala war bei den Teilnehmern am stärksten, die Geschenke von künstlichen Agenten eher ablehnten.

Die Ergebnisse könnten Auswirkungen auf die Entwicklung von sympathischeren künstlichen Agenten haben. Dr. Grabenhorst erklärt: „Wir wissen, dass Bewertungssignale in diesen Hirnregionen durch soziale Erfahrungen verändert werden können. Wenn Sie also die Erfahrung machen, dass ein künstlicher Agent die richtigen Entscheidungen für Sie trifft – wie zum Beispiel die Wahl des besten Geschenks – dann könnte Ihr ventromedialer präfrontaler Cortex positiver auf diesen neuen Sozialpartner reagieren.“

„Dies ist die erste Studie, die individuelle Unterschiede in der Stärke des Uncanny-Valley-Effekts zeigt, was bedeutet, dass einige Personen übermäßig und andere weniger empfindlich auf menschenähnliche künstliche Agenten reagieren“, sagt Professor Rosenthal-von der Pütten. „Das bedeutet, dass es nicht das eine Roboterdesign gibt, das zu allen Nutzern passt – oder sie abschreckt. Meines Erachtens ist intelligentes Roboterverhalten von großer Bedeutung, denn die Nutzer werden sich von Robotern verabschieden, die sich nicht als intelligent und nützlich erweisen.“

Die Forschung wurde von Wellcome und der Deutschen Studienstiftung finanziert.