一项开创性的国际研究揭示了儿童发展心理学与人工智能交叉领域的一个关键发现:年仅3岁的幼儿能够本能地从人类的眼神中解读意图和个人偏好,但当面对仿人机器人的凝视时,他们却无法识别这种非语言交流信号。这项由意大利圣心天主教大学(Università Cattolica del Sacro Cuore)心理学系主任Antonella Marchetti教授协调,联合东京大学和大阪大学学者共同完成的研究,发表于《国际儿童-计算机交互杂志》(International Journal of Child-Computer Interaction)。
实验设计:人类与机器人的眼神对决
研究团队招募了58名年龄在3至5岁之间的意大利儿童,进行了一项精心设计的实验。实验中,儿童观看视频,视频中分别有一位人类和一台仿人机器人注视两个物体中的一个。随后,儿童被问及两个关键问题:注视者更喜欢哪个物体(偏好归因),以及他们自己更喜欢哪个物体(偏好形成)。研究还评估了儿童的心理理论能力(即错误信念理解)以及他们对人类和机器人心理状态的归因倾向。实验的核心在于比较儿童对人类眼神和机器人眼神的反应差异,以揭示儿童是否将这两种注视视为具有相同交流意义的信号。
认知分裂:人类眼神有意义,机器人凝视无意图
实验结果揭示了一个显著的认知分裂。儿童一致地将人类注视解读为有意义的、带有意图的信号:如果一个人看着某个物体,儿童倾向于认为这个人喜欢那个物体。然而,当仿人机器人以完全相同的方式注视同一个物体时,儿童并未将这种注视归因于机器人的真实偏好或欲望。Marchetti教授解释道:“这并不意味着机器人无法扮演教育或社会角色。然而,它表明,仅仅在机器人身上模仿一个孤立的人类信号(如眼神),不足以使其在儿童眼中具有真正的交流意义。” 研究进一步发现,无论是人类还是机器人的注视,都没有显著改变儿童自身的偏好。也就是说,注视帮助儿童理解他人的喜好,但并未直接影响他们自己的选择。这一发现强调了社会认知中“他人意图解读”与“自我偏好形成”是两个独立的过程。
值得注意的是,研究还发现,儿童对人类心理状态的归因能力显著预测了他们对人类注视的准确偏好归因,但对机器人心理状态的归因则与机器人注视的解读无关。此外,儿童在错误信念任务上的表现与基于注视的偏好归因之间没有关联,这表明明确的偏好归因可能依赖于与信念推理不同的社会认知过程。这一结果挑战了传统观点,即认为心理理论能力是理解他人意图的唯一基础,提示可能存在更早发展的、专门用于解读社会性信号(如眼神)的认知模块。
对具身人工智能和儿童交互设计的启示
这项研究对人工智能和机器人设计领域具有深远影响。Marchetti教授强调:“许多人工智能系统今天能够说话、回应和提出建议,但我们的结果突出表明,尤其是对儿童而言,交流不仅仅是语言问题:存在感和共享情境同样重要。” 她进一步指出:“从这一角度看,集成到物理系统中的人工智能——即所谓的具身人工智能,其最完整的表达形式之一是仿人社交机器人——代表了理解儿童如何将心理状态(如意图、信念、偏好)归因于技术的关键维度。” 研究明确指出,单纯模仿人类单一信号(如眼球运动)是不够的;为儿童设计的智能技术必须融入更丰富、更自然、符合发展阶段的交互,包括语言、手势、互惠性、情境和共享存在。这一发现为儿童-机器人交互领域提供了设计相关的关键见解,表明仅靠注视可能无法作为幼儿的有效交流线索,强调了在早期儿童机器人系统中采用基于发展心理学的交互策略的重要性。
临床转化:ROBIN项目与自闭症干预
这些发现对自闭症谱系障碍(ASD)的康复干预具有重大临床意义。在ASD儿童中,共享注意和眼神解读是社交沟通发展的脆弱维度。理解儿童如何将机器人的注视解读为意图信号,有助于设计更有针对性、更自然、更符合发展敏感性的干预方案。基于此,由意大利卫生部资助的ROBIN项目(基于机器人的神经心理运动干预,ROBot-based Neuropsychomotor INtervention)将于2026年6月正式启动。该项目由Don Carlo Gnocchi基金会和圣心天主教大学CeRiToM研究中心共同领导,旨在利用仿人机器人促进ASD幼儿的模仿技能和社交沟通康复。项目将特别关注儿童如何理解机器人的注视及其交流意义,从而设计更有效的康复训练。