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以假乱真的机器美人

时间:2006-06-02 16:49来源:tom.com 作者:admin 阅读:
藤井雅子和她的拟人机器人复制品合影

撰文 蒂姆·霍尔尼亚克 (Tim Hornyak)

放眼全球,日本石黑浩教授(Hiroshi Ishiguro)研制的机器人,也许是与人类最为相像的,但他研制这种机器人的主要目的,不是专门让它们为我们服务,而是通过它们重新认识人类自己。

在日本爱知县举办的2005年世界博览会上,展出了日本各地实验室选送的机器人。参展的人形机器人大小不一、外形各异:它们或靠轮子滚动,或靠双腿走动,有的看起来就像可爱的小洋娃娃,有的又像奇异的机械武士。但不管怎样,人们一眼就能看出这些是机器人。其中只有一个机器人例外:她有着丰润的嘴唇,光彩亮泽的头发。眼波流转,顾盼生辉。她身着鲜艳的粉红运动夹克和灰色休闲裤,规规矩矩地端坐在板凳上,双手交叉置于膝上。站在几米开外乍一看,这个叫Repliee Q1expo的机器人,宛若一位30多岁的女人——事实上,它的原型也正是一位30多岁的女性。

在许多人看来,Repliee不仅仅是具有一些人类特点的机器人,而是真正意义上的拟人机器人——它栩栩如生,看起来与真人毫无二致。令日本人感到自豪的是,他们拥有世界上最先进的机器人,本田公司的阿西莫(Asimo)和其他两足机器人就是个中翘楚。随着人口不断减少和社会老龄化,劳动力日趋不足,人们期望机器人最终能够为人类工作。但是为什么要研制有色硅胶皮肤、动作自然流畅,甚至还要化妆的机器人呢?对Repliee的研制者石黑浩来说,答案很简单:“拟人机器人科学。”

作为日本大阪大学智能机器人技术实验室(Osaka University's Intelligent Robotics Laboratory)主任,石黑浩有着一头蓬乱的乌发,高耸的前额上皱纹密布,双眼炯炯有神——就像随时随地要射出激光束一样。为什么要把机器人造得具有人形和双足呢?除了让它们能够在人类的建筑物环境下工作(如楼梯)之外,石黑浩还认为,人们在面对酷似人类的机器人时,会作出较真实的反应。因此拟人机器人能与人类进行最为自然的交流。“要机器人和人类保持良好的关系,外表十分重要,” 42岁的石黑浩说,“机器人,尤其拟人机器人,是信息媒体。它们未来的主要作用是与人们自然地互动。”

石黑浩家住京都附近,是一个典型的玩着机器人模型玩具长大的日本孩子。孩提时代的他,对关于生活哲学问题的痴迷却甚于发明机器人。因为有轻微色盲,他不得不放弃了当一名油画家的愿望。而把兴趣转移到计算机和机器人上。他在山梨大学(University of Yamanashi)读书时,就研制出一台导盲机器人,后来,他设计的人形机器人Robovie的工作原理,在日本三菱重工的新型家庭通信机器人若丸(Wakamaru)的设计中被采纳。石黑浩喜欢系列片“星际迷航”(Star Trek franchise)中的拟人机器人达塔(Data),他视机器人为进一步了解人类自己的理想工具。

为了成功地模仿人类的神情和行为,石黑浩将机器人技术和认知科学结合起来。同样地,认知科学也可以把机器人作为试验平台,来研究人类的感知能力、交流能力及其他才能。黑田浩所说的拟人机器人科学就是这样一门建立在许多“他山之石”上的新兴学科。在2005年的论文中,黑田浩与其合作者这样解释拟人机器人科学:“要使拟人机器人与人类相像,我们必须从认知科学、行为科学和神经科学入手来研究人类活动;而要评估人类活动,在拟人机器人中就要运用支持人类活动的方法 。”

石黑浩制造拟人机器人的一个主要策略就是,以真人为原型。四年前,他就以自己4岁的女儿为原型开始了研究,他根据女儿的体形制造了一个简单的拟人机器人,但是由于驱动装置太少,导致机器人动作僵硬不自然。石黑浩又与东京的机器人制造商可可洛公司(Kokoro)一起,用形状记忆硅胶和石膏铸模制作出Repliee,Repliee的原型同样是个真人——日本卫视的新闻女主播藤井雅子(Ayako Fujii)。5毫米厚硅胶和聚氨酯是她柔柔滑滑的皮肤,色泽自然,金属构成了她的骨架。穿上衣服、戴上假发、涂上口红后,这个机器人几乎和藤井雅子一模一样。

不过,外表像人只是拟人的一个方面。为了使Repliee上身的动作流畅自然,石黑浩给它安装了42个能安静运行的小型伺服驱动装置。因为是由一台电冰箱大小的外部空气压缩机为驱动装置提供动力,所以机器人不能自由移动。石黑浩还拆去了人形机器人的大部分控制元件和传感器。只用地板传感器跟踪人的移动,录像机探测人的面容和姿势,麦克风接收人的讲话。效果同样好得惊人。“我是为研究人类与机器人的自然沟通而研制的,”Repliee用事先录制的日语温柔地说,在对压电皮肤传感器接收到的触摸作出即时响应时,它会举起自己的手臂。

拟人机器人有可能让人们感到别扭。石黑浩的合作者——港隆史(Takashi Minato)说:“因为拟人机器人的外表与人类的外表非常相似,二者在动作和反应方面的任何细微差别,都会使它看起来极为古怪。”对机器人产生消极的情感反应被称为“诡异之谷”(Uncanny Valley),这一术语是日本机器人专家森政弘(Masahiro Mori)于1970年首次提出的。不过,Repliee已经非常逼真,部分原因是由于它并非一顿一顿地,而是自然地移动。

石黑浩的拟人机器人科学实验之一,证明了动作拟人的重要性。他把一件衣服放在帷幕后面,把帷幕拉开两秒钟,然后让受试对象鉴别衣服的颜色。受试者不知道Repliee也在幕后,它要么静止不动,要么展示出事先学会的“细微动作”,这些动作都是人类无意中会做的一些动作。当拟人机器人静止不动时,70%的受试者认为他们看见的是一个机器人。但是,当Repliee做细微动作时,只有30%的受试者意识到它是一个机器人。

在爱宝(Aibo)——索尼公司制造的四腿机器狗——都可成为“家庭成员”的国度里,每日与Repliee打交道的工程学者,为它制定特别保护措施,也不足为奇了。注视方向实验(gaze-direction experiments)揭示,非工程人员无意中也能在社会层面上接受人形机器人。在这些研究中,受试者在与人交谈的期间,短暂停下来考虑一个问题时,会把目光移向别处。而当他们与Repliee说话的时候,也显示了这一共性。石黑浩和他的合作者认为,中断目光接触能够说明拟人机器人与人类相像。他们认为这是消除人们对在社会中从事日常工作的机器人的心理障碍的关键。[复杂程度低一点的拟人机器人已经在日本投入工作:日本东京理科大学(Tokyo University of Science)的小林宽司(Hiroshi Kobayashi)研制的机器人莎亚(Saya),采用的传感器就比较少,其动作也比较有限,它已在该校大厅从事接待工作达数年之久。]

“拟人机器人是一种终极实验装置和测试平台,”石黑浩的合作者卡尔· 麦克道曼(Karl MacDorman)(他一直在研究诡异之谷和死亡恐惧间的可能联系)说,“我们需要更多的拟人机器人做实验样本。”

虽然石黑浩的机器人拟人化程度,高得甚至都有可能演化为两足动物了,但具有讽刺意味的是,他却坚信拟人机器人永远不会取代人类。比如说,不需要《银翼杀手》之类的移情试验。“两秒或十秒的迟疑是可能的,但整天迟疑是不可能的,”石黑浩评论道。“不可能有完美的拟人机器人。”

话虽如此,石黑浩仍希望他的下一个拟人机器人为男性,并尽可能逼真。谁做原型?他自己呀。石黑浩想有一个机器人替身,减轻自己繁忙的日常工作:他可以派它去上课,去开会,然后通过它参加电视会议。“我总在问自己,我们为什么活着,人类又是什么呢?”他说。一位由电路和硅胶材料组成的石黑浩也许很快就能回答他自己的问题。 (摘自环球科学杂志)

(责任编辑:泉水)
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