「狗機互動」來了!狗也會聽從機器人發出的命令嗎?
付静 / 何渝婷編譯
2020-05-26 10:10

(示意圖/取自pixabay)

人能與機器人互動,已經不是什麼新鮮事了,那麼通人性的狗,是不是也能與機器人互動呢?

就這個問題,耶魯大學社交機器人實驗室的研究人員進行了一項「狗機互動」的研究,發現寵物狗真的會聽從社交機器人發出的命令!

這一研究由耶魯大學在讀博士生Meiying Qin等人展開,研究成果在2020年3月底的ACM/IEEE國際人機互動會議(HRI 2020)上公布,相關論文以Dog Sit! Domestic Dogs [Canis familiaris] Follow a Robots Sit Commands(坐下!寵物狗聽從機器人的「坐下」命令)為題,發表於SCI期刊IEEE Spectrum。

有效的「狗機交互」

從IEEE Spectrum官網可以了解到,這類「狗機交互」的研究已有先例:

  • 一組研究人員(Pongrácz 領銜)測試狗是否能在不同條件下聽從主人的命令。主人與狗在同一個房間內(3D情況),或主人經由視訊影片與狗即時互動(2D情況),或僅僅通過主人從揚聲器傳出的聲音與狗交互(0D情況)。結果不難想像,狗在3D情況下最能聽從命令,0D情況下最不能聽從命令,2D的情況介於前述二者之間。
  • 另一組研究人員(Lakatos領銜)測試狗是如何對擁有訂製手臂的PeopleBot經濟型人機互動機器人給出的指示做出反應的。具體來講,首先在互動階段,機器人與主人進行6分鐘的互動,狗在一旁觀察,然後機器人給狗食物作為獎勵;隨後是測試階段,面對著兩個裝有隱藏食物獎勵的桶,機器人對著狗指向了其中的一個桶。研究發現,狗在有機器人的情況下,會比沒有機器人的情況表現得更好。然而這項研究也反映出了一些問題:機器人並非能顯著影響狗的行為,狗並非任何時候都很聽機器人的話,人類比機器人更容易影響狗的行為。

在這些研究的基礎之上,耶魯大學社交機器人實驗室的研究團隊便明確了其研究的目的,他們希望能探索狗是否能很好地理解人類的社會行為。在它們眼中,機器人更像是它們所服從的人類,還是它們所不服從的揚聲器。

該研究團隊設計的實驗,分別調查狗是否會在社交機器人叫了他們的名字後做出響應、狗是否會聽從機器人給出的「sit」(坐下)命令。

34隻寵物狗(17隻為實驗組、17隻為對照組)參與了實驗,在實驗的房間裡,有研究人員、狗主人、機器人、揚聲器,以及寵物狗。

下圖為攝影機在不同視角下,拍攝到的實驗/對照組的實驗情況。

如下圖,每個狗狗經歷的實驗流程大致是:在對測試環境做了簡短的介紹後,機器人或揚聲器叫出了狗的名字(聲音完全一樣),此時研究人員便在一旁觀察狗是否有所反應。然後,機器人或揚聲器將與狗主人開始交談一會兒,試圖在寵物狗面前提升存在感,隨後為寵物狗提供一些小獎勵,最後發出一聲「坐下」的命令,研究人員也會密切觀察,狗狗此時是否會聽話地坐下。

研究表明,在被叫了名字後,狗更多時候盯著機器人看,而不是擴音器;在聽到「坐下」指令時,相比揚聲器(不足20%),狗狗聽從機器人(約60%)指令的次數更多。

從下圖就能看出,不論是寵物狗對眼前發號施令者的觀察時間還是聽從指令的次數,機器人的效果都明顯優於揚聲器。

機器人還是機器狗?

值得一提的是,實驗中用到的機器人,正是軟銀集團的機器人 NAO。NAO是一個小型人形機器人,專門用於與人進行交互,可以走路、跳舞、說話、辨識人臉和物體,目前已經發展到了第六代,被用於全球範圍內的研究、教育和醫療。

此次實驗中,NAO發出的所有聲音都來自位於其頭部的揚聲器。為避免任何可能存在的誤差,NAO傳出的聲音都是經過剪輯的人聲音訊,並非是內置的文本轉語音(TTS)模塊。 

這背後的原因具體來說有兩點:

  • 一些主人會按自己的喜好給寵物起一些偏門的名字,TTS無法保證可以正確地念出來。
  • 狗比人對聲音更敏感,即使一些對人類來說已經算是自然的TTS,也可能缺少狗所依賴的聲學特徵,且大多數TTS能提供的音調也是有限的,狗可能無法理解TTS的一些表達。

而對於這項實驗,有些人可能會問:給寵物狗做實驗,為什麼要用機器人,而不是機器狗?

對機器人領域有一定瞭解的人,可能聽說過索尼的AIBO機器狗。

據悉,AIBO最早於1999年推出,但在2006年遭遇停產。時隔12年後,索尼再次進入家用機器人產業,於2018年春季推出新版AIBO。

相比以前的版本,2018年推出的機器狗動作更流暢自然,配備了魚眼鏡頭,可與感測器一起探測、分析聲音和圖像。另外,同步定位和映射技術使其能夠適應環境,而控制這一切的是一個64位的四核CPU,其功耗為14瓦,續航時間約2小時。

不過研究人員並未將AIBO作為參與實驗的機器人,原因就在於AIBO往往不會被寵物狗視為競爭對手,也不會像對待其他狗一樣對待 AIBO。在汪星人的世界裡,AIBO連「一隻奇怪的狗」都算不上,只是「一個鬼東西」。

對於這項研究,研究團隊表示,其貢獻在於首次發現了狗對社交機器人會表現出積極的行為,同時社交機器人也可以影響狗的行為。因此,這一研究加深了我們對人與社交機器人互動本質的理解。

但擺在研究人員面前的一個更深入的問題是,盡快確定可能會增加或減少寵物狗與機器人交互可能性的具體因素,因此他們也在嘗試一些更為理想的場景。例如,通過狗主人與機器人更多的互動(交談、眼神交流等)鼓勵狗對機器人消除焦慮、建立好感,以便提升狗對機器人的注意力。 

事實上,之前就有一些機械動作引起了動物的壓力和恐懼,研究人員也希望能更關注寵物的心理健康。未來,設計專用於娛樂寵物的家用社交機器人,也是一個可以探索的方向。

本文為雷鋒網授權刊登,原文標題為「「狗機交互」來了!狗子會聽誰的話?機器人 or 機器狗?