Forskning

I takt med att tekniken förbättras ökar också vår förmåga att skapa verklighetstrogna konstgjorda agenter, till exempel robotar och datorgrafik – men detta kan vara ett tveeggat svärd.

”Att likna den mänskliga formen eller det mänskliga beteendet kan vara både en fördel och en nackdel”, förklarar professor Astrid Rosenthal-von der Pütten, som är professor i individ- och teknikfrågor vid RWTH Aachen University. ”En artificiell aktörs sympati ökar ju mer människoliknande den blir, men bara upp till en viss punkt: ibland verkar människor inte tycka om när roboten eller datorgrafiken blir alltför människoliknande.”

Detta fenomen beskrevs för första gången 1978 av robotteknikprofessorn Masahiro Mori, som myntade ett uttryck på japanska som sedan översattes som ”Uncanny Valley”.

Nu har neurovetare och psykologer i Storbritannien och Tyskland i en serie experiment som rapporteras i Journal of Neuroscience identifierat mekanismer i hjärnan som enligt dem hjälper till att förklara hur detta fenomen uppstår – och som till och med kan ge förslag på hur utvecklare kan hjälpa till att förbättra hur människor reagerar.

”För en neurovetare är ”Uncanny Valley” ett intressant fenomen”, förklarar dr Fabian Grabenhorst, Sir Henry Dale Fellow och docent vid institutionen för fysiologi, utveckling och neurovetenskap vid University of Cambridge. ”Det innebär en neuronal mekanism som först bedömer hur nära en given sensorisk input, t.ex. bilden av en robot, ligger gränsen för vad vi uppfattar som en mänsklig eller icke-mänsklig agent. Denna information skulle sedan användas av ett separat värderingssystem för att bestämma agentens sympati.”

För att undersöka dessa mekanismer studerade forskarna hjärnmönster hos 21 friska individer under två olika tester med hjälp av funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI), som mäter förändringar i blodflödet i hjärnan som ett mått på hur aktiva olika regioner är.

I det första testet fick deltagarna se ett antal bilder som innehöll människor, artificiella människor, androidrobotar, humanoida robotar och mechanoida robotar, och ombads betygsätta dem i termer av sympati och människoliknande.

I ett andra test ombads deltagarna sedan att avgöra vilken av dessa agenter de skulle lita på för att välja ut en personlig gåva åt dem, en gåva som en människa skulle gilla. Här fann forskarna att deltagarna i allmänhet föredrog gåvor från människor eller från de mer människoliknande konstgjorda agenterna – utom de som låg närmast gränsen mellan människa och icke-människa, vilket stämmer överens med fenomenet Uncanny Valley.

Genom att mäta hjärnaktiviteten under dessa uppgifter kunde forskarna identifiera vilka hjärnregioner som var involverade i skapandet av känslan av Uncanny Valley. De spårade detta till hjärnkretsar som är viktiga för att bearbeta och utvärdera sociala signaler, t.ex. ansiktsuttryck.

Vissa hjärnområden nära den visuella hjärnbarken, som avkodar visuella bilder, spårade hur människoliknande bilderna var genom att ändra sin aktivitet ju mer människoliknande en artificiell agent blev – på sätt och vis skapades ett spektrum av ”människolikhet”.

Längs frontallobens mittlinje, där den vänstra och den högra hjärnhalvan möts, finns en vägg av nervvävnad som kallas den mediala prefrontala cortex. I tidigare studier har forskarna visat att detta hjärnområde innehåller ett generiskt värderingssystem som bedömer alla typer av stimuli; till exempel har de tidigare visat att detta hjärnområde signalerar belöningsvärdet av behagliga milkshakes med hög fetthalt och även av sociala stimuli som behaglig beröring.

I den aktuella studien var två olika delar av den mediala prefrontala cortexen viktiga för Uncanny Valley. Den ena delen omvandlade signalen för mänsklig likhet till en signal för ”mänsklig upptäckt”, där aktiviteten i denna region överbetonar gränsen mellan mänskliga och icke-mänskliga stimuli – och reagerar starkast på mänskliga agenter och mycket mindre på artificiella agenter.

Den andra delen, den ventromediala prefrontala cortex (VMPFC), integrerade denna signal med en bedömning av sympatiserande egenskaper för att skapa ett distinkt aktivitetsmönster som stämde väl överens med Uncanny Valley-svaret.

”Vi blev förvånade över att se att den ventromediala prefrontala cortexen reagerade på artificiella agenter precis på det sätt som förutses av Uncanny Valley-hypotesen, med starkare reaktioner på mer människoliknande agenter, men som sedan visade en nedgång i aktiviteten nära gränsen mellan mänskligt och icke-mänskligt – den karakteristiska ’dalen'”, säger dr Grabenhorst.

Det var samma hjärnområden som var aktiva när deltagarna fattade beslut om huruvida de skulle ta emot en gåva från en robot, genom att de signalerade de utvärderingar som styrde deltagarnas val. Ytterligare ett område – amygdala, som ansvarar för känslomässiga reaktioner – var särskilt aktivt när deltagarna avvisade gåvor från de människoliknande, men inte mänskliga, konstgjorda agenterna. Amygdalas ”avslagssignal” var starkast hos deltagare som var mer benägna att tacka nej till gåvor från artificiella agenter.

Resultaten kan få konsekvenser för utformningen av mer sympatiska artificiella agenter. Dr Grabenhorst förklarar: ”Vi vet att värderingssignaler i dessa hjärnregioner kan förändras genom sociala erfarenheter. Så om du upplever att en artificiell agent gör rätt val för dig – till exempel väljer den bästa gåvan – kan din ventromediala prefrontala cortex reagera mer positivt på denna nya sociala partner.”

”Det här är den första studien som visar på individuella skillnader i styrkan av Uncanny Valley-effekten, vilket innebär att vissa individer reagerar överdrivet och andra mindre känsligt på människoliknande artificiella agenter”, säger professor Rosenthal-von der Pütten. ”Detta innebär att det inte finns någon robotdesign som passar – eller skrämmer – alla användare. Jag anser att ett smart robotbeteende är av stor betydelse, eftersom användare kommer att överge robotar som inte visar sig vara smarta och användbara.”

Forskningen finansierades av Wellcome och German Academic Scholarship Foundation.