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A mesure que la technologie s’améliore, notre capacité à créer des agents artificiels plus vrais que nature, tels que des robots et des infographies, s’améliore également – mais cela peut être une arme à double tranchant.

« Ressembler à la forme ou au comportement humain peut être à la fois un avantage et un inconvénient », explique le professeur Astrid Rosenthal-von der Pütten, titulaire de la chaire « Individu et technologie » à l’université RWTH d’Aix-la-Chapelle. « La sympathie d’un agent artificiel augmente à mesure qu’il devient plus humain, mais seulement jusqu’à un certain point : parfois, les gens semblent ne pas aimer lorsque le robot ou l’infographie devient trop humain. »

Ce phénomène a été décrit pour la première fois en 1978 par le professeur de robotique Masahiro Mori, qui a inventé une expression en japonais qui a ensuite été traduite par « Uncanny Valley ».

Maintenant, dans une série d’expériences rapportées dans le Journal of Neuroscience, des neuroscientifiques et des psychologues du Royaume-Uni et d’Allemagne ont identifié des mécanismes au sein du cerveau qui, selon eux, aident à expliquer comment ce phénomène se produit – et peuvent même suggérer des moyens d’aider les développeurs à améliorer la façon dont les gens réagissent.

« Pour un neuroscientifique, la ‘Uncanny Valley’ est un phénomène intéressant », explique le Dr Fabian Grabenhorst, Sir Henry Dale Fellow et maître de conférences au département de physiologie, de développement et de neurosciences de l’université de Cambridge. « Il implique un mécanisme neuronal qui juge d’abord de la proximité d’une entrée sensorielle donnée, telle que l’image d’un robot, par rapport à la limite de ce que nous percevons comme un agent humain ou non humain. Cette information serait ensuite utilisée par un système d’évaluation distinct pour déterminer la sympathie de l’agent. »

Pour étudier ces mécanismes, les chercheurs ont étudié les schémas cérébraux de 21 personnes en bonne santé au cours de deux tests différents utilisant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui mesure les changements dans le flux sanguin à l’intérieur du cerveau comme une approximation de l’activité des différentes régions.

Dans le premier test, on a montré aux participants un certain nombre d’images qui comprenaient des humains, des humains artificiels, des robots androïdes, des robots humanoïdes et des robots mécanoïdes, et on leur a demandé de les évaluer en termes de sympathie et de ressemblance avec l’humain.

Puis, dans un deuxième test, on a demandé aux participants de décider auquel de ces agents ils feraient confiance pour choisir un cadeau personnel pour eux, un cadeau qui plairait à un humain. Ici, les chercheurs ont constaté que les participants préféraient généralement les cadeaux provenant d’humains ou d’agents artificiels plus proches de l’humain – à l’exception de ceux qui étaient les plus proches de la frontière humain/non humain, conformément au phénomène de la vallée de l’inquiétude.

En mesurant l’activité cérébrale pendant ces tâches, les chercheurs ont pu identifier les régions du cerveau impliquées dans la création du sentiment de la vallée de l’inquiétude. Ils sont remontés jusqu’à des circuits cérébraux importants pour le traitement et l’évaluation des indices sociaux, tels que les expressions faciales.

Certaines des zones cérébrales proches du cortex visuel, qui déchiffre les images visuelles, ont suivi le degré d’humanisation des images, en modifiant leur activité plus un agent artificiel devenait humain – créant en quelque sorte un spectre de « ressemblance humaine ».

Le long de la ligne médiane du lobe frontal, où les hémisphères cérébraux gauche et droit se rencontrent, se trouve un mur de tissu neuronal connu sous le nom de cortex préfrontal médian. Dans des études antérieures, les chercheurs ont montré que cette région du cerveau contient un système d’évaluation générique qui juge toutes sortes de stimuli ; par exemple, ils ont montré précédemment que cette zone cérébrale signale la valeur de récompense d’agréables milkshakes riches en matières grasses et aussi de stimuli sociaux tels qu’un toucher agréable.

Dans la présente étude, deux parties distinctes du cortex préfrontal médian étaient importantes pour l’Uncanny Valley. Une partie a converti le signal de ressemblance avec l’humain en un signal de  » détection de l’humain « , l’activité dans cette région mettant exagérément l’accent sur la frontière entre les stimuli humains et non humains – réagissant le plus fortement aux agents humains et beaucoup moins aux agents artificiels.

La deuxième partie, le cortex préfrontal ventromédian (VMPFC), a intégré ce signal avec une évaluation de la ressemblance pour produire un modèle d’activité distinct qui correspond étroitement à la réponse de la vallée de l’inquiétude.

« Nous avons été surpris de constater que le cortex préfrontal ventromédial réagissait aux agents artificiels précisément de la manière prédite par l’hypothèse de la vallée de l’ennui, avec des réponses plus fortes pour les agents plus semblables aux humains, mais présentant ensuite un creux d’activité près de la limite humain/non humain – la « vallée » caractéristique », explique le Dr Grabenhorst.

Les mêmes zones du cerveau étaient actives lorsque les participants décidaient d’accepter ou non un cadeau d’un robot en signalant les évaluations qui guidaient les choix des participants. Une autre région – l’amygdale, qui est responsable des réponses émotionnelles – était particulièrement active lorsque les participants rejetaient les cadeaux des agents artificiels ressemblant à des humains, mais non humains. Le « signal de rejet » de l’amygdale était le plus fort chez les participants qui étaient plus susceptibles de refuser les cadeaux des agents artificiels.

Les résultats pourraient avoir des implications pour la conception d’agents artificiels plus sympathiques. Le Dr Grabenhorst explique : « Nous savons que les signaux d’évaluation dans ces régions du cerveau peuvent être modifiés par l’expérience sociale. Ainsi, si vous faites l’expérience qu’un agent artificiel fait les bons choix pour vous – comme choisir le meilleur cadeau – alors votre cortex préfrontal ventromédial pourrait répondre plus favorablement à ce nouveau partenaire social. »

« C’est la première étude à montrer des différences individuelles dans la force de l’effet Uncanny Valley, ce qui signifie que certains individus réagissent de manière excessive et d’autres moins sensible à des agents artificiels de type humain », déclare le professeur Rosenthal-von der Pütten. « Cela signifie qu’il n’existe pas de modèle unique de robot qui convienne à tous les utilisateurs, ou qui les effraie. À mon avis, le comportement intelligent des robots est d’une grande importance, car les utilisateurs abandonneront les robots qui ne se révèlent pas intelligents et utiles. »

La recherche a été financée par Wellcome et la Fondation allemande des bourses d’études universitaires.