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2.3 機器人與情感(1)「情感生成引擎」

Pepper有諸多不同過往機器人的特長,其中備受注目的理由之一是,它搭載了如同人類般具有情緒的「情感生成引擎」,與辨識人類情緒的「情感辨識引擎」。這兩種引擎是以什麼樣的機制運作的呢?

「情感生成引擎」是,用來研發增進家族間羈絆的自動型機器人,搭載於家庭向一般販售用Pepper的功能。其開發由軟銀集團的cocoro SB公司擔任,參考東京大學特聘講師工學博士光吉俊二先生的研究,試圖以人腦最前端研究的科學技術來控制情感。下面根據這項研究,粗略介紹人類情感的一部分基本機制。

人類的情感源自於腦內分泌的賀爾蒙。例如,腦內分泌激發意欲的賀爾蒙,人便會湧起幹勁;腦內分泌停滯情緒的賀爾蒙,人便會感到憂鬱、身體沉重。

舉例來說,腦內分泌大量多巴胺時,人會產生意欲、快樂、幸福感;分泌大量去甲腎上腺素(舊稱:正腎上腺素)時,人會產生緊張、興奮、恐怖、不安、憤怒等。維持兩者間的平衡與安定的是血清素。一般來說,當大腦受到周圍的刺激,兩種賀爾蒙的增減會影響情緒,而血清素能控制增減所造成不必要的失衡,保持內心的安定狀態。

當遇到來自外部刺激而動搖情感時,多巴胺、去甲腎上腺素的增減會造成內心的蹺蹺板劇烈搖晃。此時,如果血清素的分泌量不足,蹺蹺板會不安定而失去控制,導致情感劇烈起伏,意欲與不安交雜一塊,甚至產生躁鬱症狀。光吉先生先將分泌賀爾蒙對應的情感種類與生理反應繪成「情感矩陣」,再將「興奮」、「不安」、「鬥爭」、「恐懼」等受賀爾蒙增減產生的情緒歸納成「情感模型」。

這就是搭載於機器人中的「情感地圖」。,Pepper能釋放擬似內分泌賀爾蒙的數值,組合平衡出100種以上的情感。

辨識臉部表情

Pepper透過內藏的攝影功能辨識對方的「表情」。有些數位相機具備微笑快門的功能,偵測到笑容的瞬間自動拍照。這是利用辨識表情所實現的功能,技術上已能高精確地偵測表情、解析情感。Pepper也使用了類似微笑快門的技術,解析臉部的表情。除了笑容之外,Pepper還能辨識悲傷、憤怒等表情。

研究指出,人做出笑容時,臉上易出現嘴角上揚、露出白齒、眼尾下垂等的變化,判別上比較簡單。然而,日本人傾向不外露笑容以外的情感,Pepper需另外捕捉垂首低頭、不看嘴巴說話、緊閉雙唇等變化。不易從表情辨識時,Pepper會解析說出的字詞,例如使用「不行」、「討厭」、「無聊」等字詞的人,可判斷處於負面情感。另外,聲調也是重要的解析要素。

除了Pepper之外,其他溝通型機器人的臉部辨識技術,也備受人們期待。舉例來說,櫃檯可活用機器人辨識老顧客的臉,立即對照出名字與購買履歷。

辨識聲調中的情緒

Pepper裝有語音辨識功能,能聽懂對方說的話語,並分析當時的聲調。作成情感地圖的東大特聘講師光吉先生,也有進行由聲調判斷疾病的研究。根據該項研究,能讓Pepper從聲調認識對方抱持什麼情緒,辨別是愉悅、悲傷還是憤努等。具體來說,Pepper會先分別紀錄每個人平常的聲調,當捕捉到迥異的聲調時,判定產生喜怒哀樂,數值化聲調的變動。透過不斷累積數據,Pepper就能逐漸辨識聲調中的情緒。

恐怖谷理論

看到近似人類的人形機器人,有些人會心生「恐懼」。不過,這是理所當然的情感。當人不斷追求近似人類的姿態,不久就會進入令人毛骨悚然的階段「恐怖谷(Uncanny Valley)」,再繼續追求相似度,最後會達到外觀與人唯妙唯肖的人形機器人設計。恐怖谷理論是,東京工業大學名譽教授森政弘先生在1970年所提倡的理論。當機器人從機械設計逐漸接近人類外觀,人們對它的好感度會持續上升,但在逼近與人相仿的設計時,會出現好感度驟降、令人感到嫌惡的階段,產生像是「太逼真而令人害怕」的感覺。而當跨越這個低谷,更進一步接近人類,達到幾乎相同的外觀時,人們的好感度預期又會再次驟升。將好感度的變化繪製圖表後,在逼近與人相仿的境界時,好感度會突然跌落形成低谷,森政弘先生稱這個塌陷為恐怖谷。在設計人形機器人時,需要考慮到這項概念來開發。具有機器人般的動作、設計,外觀與舉止稍微接近人類,這樣的人形機器人能讓人產生好感,但神態太過逼真的話,可能會跌落恐怖谷,產生厭惡感的情感。石黑浩教授的挑戰經常需要面對這個恐怖谷,或許哪天他的研究能跨越這座低谷。運用電腦繪圖(CG)的電影、卡通,也有同樣的現象。,為了讓登場人物不跌落恐怖谷,人物設計有時會刻意減少真實感。