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激似人類的機器人,為何笑得你心底發寒?火紅半世紀的「恐怖谷理論」

Te-Yi Hsieh_96
・2020/09/05 ・5110字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 566 ・九年級

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  • 文/Te-Yi Hsieh現為英國 University of Glasgow 博士生,主修 Neuroscience and Psychology。研究領域介於心理學、機器人學、神經科學的交界處。

科技日新月異,我們或多或少都在新聞、報章雜誌中看過外貌激似真人的人型機器人。

例如,日本石黑浩(Hiroshi Ishiguro)教授建造與自己如同雙胞胎的機器人、第一個獲得公民權的阿拉伯機器人蘇菲亞(Sophia) ,以及日本長崎奇怪飯店(Henn na Hotel)的人型機器人房務

石黑浩教授,以及他創造的雙胞胎機器人。(圖/Flickr,Ars Electronica)

現今科技之進步確實讓人瞠目結舌,有一些機器人甚至擁有柔軟的矽膠皮膚呢!

但也許很多人跟我一樣,在看到這些人型機器人時有種詭異、不寒而慄的感覺,尤其是那些越接近真人的機器人,越令人毛骨悚然!

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事實上,這樣的不舒服感受有個專有名詞可以解釋,叫做「恐怖谷理論」(亦稱詭異谷,Uncanny Valley)。

什麼是恐怖谷理論?

「恐怖谷」最早由日本機器人學教授 Masahiro Mori 於 1970 年提出1。該理論以一曲線(下圖)說明,人們面對越像自己(人類)的對象,好感度會越高。

恐怖谷理論(翻譯自Piwek、McKay ,與Pollick 之期刊論文)

但是當對方的樣貌是幾乎和自己(人類)一樣,卻又出現幾個意外的「非人」特徵時(像是,關節處顯露的機械構造),好感度就會驟降,掉到曲線圖中的谷底。

只有當對象是跟我們完全一樣、是活生生的人類時,好感度才會攀升至最高點。

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我們看著機器人幾乎和真人無異的外貌,以及難免顯露的非人特徵,像是機器人僵硬的表情、顯露的機械構造,或是空洞的眼神,內在觀感極為容易被帶入恐怖谷中,抗拒感油然而生。

看著蘇菲亞做出各式各樣的表情,你是覺得親切,還是「有點怪怪的」呢?(圖/Giphy

此外,對於靜態、動態的對象,此理論也做出不同假定:動態的對象會比靜態的帶來更強烈的恐懼感。

顯而易見地,會動的殭屍比靜止的屍體恐怖好幾百倍啊!

我們的恐懼,究竟從何而來?

自 1970 年以來,學者也試著對恐怖谷提出不同解釋。

首先,Mori 本人認為這樣「恐怖」的感覺來自於一種生存的本能,因為這些似人非人的訊息通常透露著生存上的「危險」,像是看見屍體、殘缺的人體軀幹等等,大腦會反射性地產生恐怖的感受、讓自身避開此情境。

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提出恐怖谷理論的 Mori 認為,這是人類感知到危險的心理反應。(圖/Giphy

Bartneck 與同事3則是用「框架理論」(Framing theory)來解釋此曲線,他們認為這樣令人反感的情緒來自於與自身「基模」(schema)相衝突的刺激物。

也就是說,當我們第一眼看到一個極似真人的人型機器人,腦中關於「人類」的基模會被促發,此基模包含我們對於人類此概念的豐富的知識,因此一旦察覺到任何「非人」的訊息,都會造成認知上的強烈衝突、預期落空,進而產生反感。

此解釋更近一步得到功能性磁振造影(functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)的證據4,以及貝氏數學模型(Bayesian model)的結果5支持。

然而時至今日,研究人員對於恐怖谷產生的真正原因、甚至恐怖谷是否存在,都尚未達成共識。

除了恐怖谷,還有恐怖懸崖!

事實上,Mori當初是根據自身研究經驗、個人觀點提出這個恐怖谷「假說」,並非根據實證資料推論出的結果。

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因此,有些研究者在親自進行實驗、數據分析後,竟得到完全不一樣的曲線!

例如,Bartneck與其團隊3為了驗證恐怖谷理論的正確性,採用一系列不同對象的照片,包含:

  • 取自ELLE時尚雜誌的真人模特兒照
  • 修圖後皮膚顏色變綠的真人照片
  • 電繪人像
  • 擬人機器人(android):如ActroidEveRRepliee Q1
  • 人形機器人(humanoid):如QRIOASIMO
  • 動物型機器人:如AIBOPaReRoiCat

他們讓 58 位受試者分別觀看這些圖片,並回答「它有多像人」、「我對它的喜好程度」等等的問題。

你覺得它們像人嗎?你喜歡它們嗎?(圖/擷取自原始論文3

研究團隊原先預期,受試者應該最不喜歡綠皮膚真人、擬人機器人的照片,因為這兩種照片跟真人照片幾乎沒有差別,僅有少數非人的特徵。

殊不知,統計數據的結果顯示,雖然動物型機器人的擬人程度最低,卻是最受喜愛的對象;人形機器人雖擬人程度位居倒數第二位,受喜愛程度僅次於動物機器人。

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完整的喜好排名為:動物型機器人、人形機器人、電繪人像、綠皮膚真人、擬人機器人,最後才是真人

在這個排名中,最令他們驚訝的是,人們對綠皮膚真人與擬人機器人的好感度,不但沒有比較低,甚至還高於真人模特兒的照片!而且對人形機器人的照片的喜好同樣也高於真人照片。

這樣的數據,與Mori的理論大相徑庭。

基於這樣的數據結果,他們推測真實的曲線可能並非恐怖谷,而是恐怖懸崖(Uncanny cliff),並且建議機器人設計者不應一味追求高度擬人化外觀,而應注重外型與功能間的平衡。

Bartneck與研究團隊的「恐怖懸崖」(圖/翻譯自原始論文3

然而 Bartneck 研究中令人較為存疑的是,受試者評定真人照片的擬人化程度竟比其他照片都還要低!究竟 58 人的評分是否具代表性? Bartneck 團隊從 ELLE 時尚雜誌選用的真人照片是否偏誤?都有待商討釐清。

此外,也因為人類擁有豐富的社交經歷,對「真人」的喜好較明確,也受個人經歷、文化等因素影響。因此,單一、特定的人類照片或許無法代表概括性的「人類」此一種類。

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細數那些「背叛」恐怖谷理論的研究

比起「恐怖」的情緒,也有研究團隊提出了幾乎相反的結果。

Cheetham、Suter,和 Jancke6發現,當我們無法用肉眼判斷這張圖到底是真人,還是電繪人像(avatar)時,這些越似人非人的臉,越與人們的正向情緒連結,因此,該研究團隊認為恐怖谷實際上應該是「快樂谷」(Happy valley)

會動的,一定比較可怕嗎?(圖/Giphy

最後,雖然有研究利用「靜態圖片」驗證了恐怖谷的曲線,但是當刺激物改成「動態短片」呈現時,曲線反而趨於平坦,與 Mori 原先假定的「動態物體將帶來更為極端的恐怖谷現象」完全相反2

然而我們在解釋單一研究結果時,仍不能忘了:不同實驗素材(例如,研究者選用的圖片、影片)、不同受測對象(例如,受試者是大學生?西方人?)都會對結果產生影響。

另外不可忽略的是, Mori 教授在 1970 提出恐怖谷理論時是以日文撰寫,他當時用「親合感」 (shinwa-kan)來描述本文中的「好感度」,英文裡較適切的翻譯為「affinity」或是「likability」。

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但有許多研究中都選用「familiarity」,而 familiarity 一字強調的是過去經驗,而非情感連結,使測量的效度受到質疑1,3

哼哼,咱人類可不只是外貌協會!

雖然要統一總結個別研究的結果並不容易,但研究者目前仍普遍認同:要打造能自然與人社交的機器人,一味追求外觀的擬人化並非一個明智的解法,反而更需著重在外觀與功能上的平衡1,3,7

因為似人的外貌,會讓使用者期待能以似人的社交方式與之互動,然而要模擬人類社交互動是一項極具挑戰性的工作,例如,機器人的細微表情、情感表達、語言理解、表達、認知歷程、身體律動等等都須加以控制、設計。

除了外貌以外,機器人的運動方式、語言表達等等功能,也都需要經過精心的設計和考量。(圖/Giphy

從我們目前有的人型機器人來看,此項挑戰似乎尚未成功過,即使是那些乍看下與真人無異的機器人,一但開口、與人互動,不自然與漏洞百出的應對便顯而易見。

在人機互動中,我們能探討的面向仍相當多,像是機器人的語言能力、情緒表達、行為模式、互動者人格特質、個人經歷,絕非是「外觀擬人化程度」一項因素能決定整體互動品質的8,9

當機器人總是被貼上「毀滅世界」的標籤

此外,我們對機器人的態度、好感度也受到媒體文化制約著,許多人不喜歡機器人可能是因為電影經常把機器人塑造成「人類物種的威脅」。


曾在訪談中開玩笑要毀滅人類的蘇菲亞,被全球媒體熱烈的報導。

然而,運用科技本身無善惡之分,好與壞終究在於使用者。

更何況,我們目前現有的機器人跟科幻電影中的、一般人期待的都差距非常、非常多。

像是在日本長崎的奇怪飯店(Henn na Hotel),雖在四年前目標成為世界上第一家由機器人組成的飯店,卻在2019年因為大多數機器人無法妥善回應房客期待、錯誤百出,而決定逐漸轉回聘用人類員工

怪奇飯店曾以「世界上第一家由機器人組成的酒店」而聲名大噪。(圖/Flickr,MIKI Yoshihito)

即使現有的社交機器人大多只能做為輔助工具,無法全取代人力,但是研發機器人對人們生活品質的益處,仍是顯而易見的。

例如,在人口老化社會中,機器人能補足長照資源不足的問題,取代大部分勞力工作,減輕照顧者的負擔10

想讓機器人更貼近人類?千萬不可只注重外表

回到本文所探討的問題中心,人型機器人是否會無一避免地掉入恐怖谷中?就目前的研究證據來看,我們似乎尚未能給出一個肯定的答案。如同大多研究問題,正反方的證據同時存在於文獻中。

再者,恐怖谷曲線很可能會因個人偏好、生活經歷而有所不同。

如 Mori 將「日本人形木偶」(bunraku puppet)放在相當靠近真人親合度的位置。雖然在 Mori 的理論原文中,他也承認這樣的木偶其實說不上是高度擬人化的,但是當在看木偶戲時,會不自覺忘卻木偶非人的外觀特徵,深深融入故事情境與人物情感中。

對於日本人、愛看木偶戲的人而言,可能會對日本的木偶更親切。(圖/Flickr,Leonardo Boiko)

相對地,我們每個人會覺得親近、懼怕的對象、特徵,也與我們人生經歷緊緊連結,這為探討擬人化外表與互動者好感度關聯的議題上,增添了許多變項與困難。

然而,不管恐怖谷存在與否,都提醒了機器人設計者,不該一味追求高度擬人但可能造成反效果的外貌。

皮克斯動畫「瓦力」(WALL-E)裡的瓦力跟伊芙、迪士尼「大英雄天團」(Big Hero 6)裡的杯麵,它們長得都完全不像人類,卻仍深得觀眾的喜愛。

明明杯麵(左)和瓦力(右)都很不像人類,卻得到非常多觀眾的喜愛。(圖/Wikipedia)

要打造良好人機關係、提高大眾對機器人的接受度,或許該更強調於情緒表達9、互動模式11、社交技能7,以及使用者在長期人機互動中的心理歷程12,13,畢竟,人類在社交互動中也不是單看外表的膚淺生物吧!

備註

humanoid 和 android 雖然時常混用,用來指稱似人的機器人,但事實上兩詞定義有些微不同。

  • humanoid:泛指擁有部分人類外型特徵、受人型啟發設計的機器人,不管擬人程度高或低都能稱為humanoid。
  • android:特指完全模仿真人外觀的機器人,會擁有似人的皮膚、頭髮、身材比例,與互動方式等等,如大阪大學(Osaka University)與 Kokoro 公司製造的 Actroid 機器人。

參考文獻

  1. 1Mori, M., MacDorman, K. F. & Kageki, N. The uncanny valley. IEEE Robot. Autom. Mag. (2012) doi:10.1109/MRA.2012.2192811.
  2.  Piwek, L., McKay, L. S. & Pollick, F. E. Empirical evaluation of the uncanny valley hypothesis fails to confirm the predicted effect of motion. Cognition 130, 271–277 (2014).
  3.  Bartneck, C., Kanda, T., Ishiguro, H. & Hagita, N. Is The Uncanny Valley An Uncanny Cliff? in RO-MAN 2007 – The 16th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication 368–373 (2007). doi:10.1109/ROMAN.2007.4415111.
  4.  Saygin, A. P., Chaminade, T., Ishiguro, H., Driver, J. & Frith, C. The thing that should not be: predictive coding and the uncanny valley in perceiving human and humanoid robot actions. Soc. Cogn. Affect. Neurosci. 7, 413–422 (2012).
  5.  Moore, R. K. A Bayesian explanation of the ‘Uncanny Valley’ effect and related psychological phenomena. Sci. Rep. 2, 864 (2012).
  6.  Cheetham, M. Perceptual discrimination difficulty and familiarity in the Uncanny Valley: more like a “Happy Valley”. Front. Psychol. 15.
  7.  Dautenhahn, K. Socially intelligent robots: dimensions of human-robot interaction. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 362, 679–704 (2007).
  8.  Hortensius, R. & Cross, E. S. From automata to animate beings: the scope and limits of attributing socialness to artificial agents: Socialness attribution and artificial agents. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1426, 93–110 (2018).
  9.  Hortensius, R., Hekele, F. & Cross, E. S. The Perception of Emotion in Artificial Agents. IEEE Trans. Cogn. Dev. Syst. 10, 852–864 (2018).
  10.  Zsiga, K. et al. Home care robot for socially supporting the elderly: Focus group studies in three European countries to screen user attitudes and requirements. Int. J. Rehabil. Res. (2013) doi:10.1097/MRR.0b013e3283643d26.
  11.  Feil-Seifer, D. & Matarić, M. J. Socially assistive robotics. Robot. Autom. Mag. IEEE 18, 24–31 (2011).
  12.  Hortensius, R. & Cross, E. S. From automata to animate beings: The scope and limits of attributing socialness to artificial agents. Ann. N. Y. Acad. Sci. (2018) doi:10.1111/nyas.13727.
  13.  Henschel, A., Hortensius, R. & Cross, E. S. Social Cognition in the Age of Human–Robot Interaction. Trends Neurosci. S0166223620300734 (2020) doi:10.1016/j.tins.2020.03.013.

作者資訊

Te-Yi Hsieh|現為英國University of Glasgow 博士生,主修 Neuroscience and Psychology。研究領域介於心理學、機器人學、神經科學的交界處。

欲知更多作者的研究相關資訊可關注:http://www.so-bots.com/
Twitter: @TeYiHsieh

  • 責任編輯|儀珈
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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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在機器與人的交會之處——《再.創世》專題
再・創世 Cybernetic_96
・2021/09/08 ・6672字 ・閱讀時間約 13 分鐘

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  • 作者/施奇廷|東海大學應用物理學系 
「羅梭的萬能機器人」(Rossum’s Universal Robots) 劇中機器人反抗人類的一幕。圖/WIKIPEDIA

起源

從 1920 年「羅梭的萬能機器人」(Rossum’s Universal Robots,通稱R.U.R.)登上舞台以來,「機器人」這個概念,一直是科幻作品中的常客。機器人「具有人的形象,而(在某些方面)具有比人類更強的能力」的設定,一直刺激著人類的想像力:能力強大卻又聽命於人類的忠實僕人;或是領悟到自己其實可以取代人類,成為下一代的地球霸主?樂觀的期待與被反噬的恐懼,向來是欣賞以機器人為主題的科幻作品的兩大樂趣。不過近十年來「人工智慧」(Artificial Intelligence)與「機器人學」(Robotics)的發展速度超乎預期,上述本來只存在於科幻作品中的兩面議題,突然變得不是那麼遙不可及。

提出「機器人學」這個名詞,並將理論系統化的,並不是工程領域的學者,而是科幻小說大師艾薩克‧艾西莫夫(Isaac Asimov),這個詞現在已經成為工程界對機器人科學的正式名稱,是一個從科幻對科技「逆輸入」的有趣案例。生於俄羅斯的艾西莫夫的本行是就科學家(專長是生物化學),曾經任教於波士頓大學醫學院,不過後來因為全力投入寫作,不再進行一般學者的教學研究工作,但是波士頓大學仍然保留他的職位。他所接受過的嚴謹科學訓練,也反映在作品中。1940 年,年方 19 歲的艾西莫夫就發表了第一篇機器人短篇小說「小機」(Robbie,收錄於短篇小說集「我‧機器人」),開啟了「機器人系列」的序幕。

法則

「人類製造的機器人結果反過來支配人類」這個命題可說是充滿「為何要搬磚頭砸自己的腳」的矛盾,因為人類絕對可以在一開始設計、製造時就預防這件事發生。不過睽諸人類科技發展的歷史,這種矛盾其實一直存在,也不斷發生,目前我們面臨的「核能科技的發展衍生的核子大戰威脅」、「高度工業化生產導致環境污染」,以及「大量使用石化燃料導致全球氣候變遷」這些問題,都是現在進行式。

不過「人類依照自己的形象打造的仿人類」又有點不同,高功能的機器「外型像人」這件事,足以引起人類的「科學怪人情結」,讓人類會對機器人的發展保持高度的戒心,在此思考下,1942 年時,艾西莫夫在他的作品中,比照「牛頓運動學三定律」的規格,揭示了「機器人三定律」:

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一、機器人不得傷害人類,也不能坐視人類受到傷害

二、在不違反第一法則的前提下,機器人必須保護自己的安全

三、在不違反第一與第二法則的前提下,機器人必須執行人類的命令

這三大法則是在機器人出廠時,就內建於其軟硬體內,絕對不容違反。如果讀者是「理科人」的話,大概會覺得這三大法則邏輯簡單明瞭,簡直無懈可擊,在此控制下,機器人應該可以成為人類最忠實的僕人,無須擔心他們會叛變了。

有趣的是,在艾西莫夫的機器人短篇小說中,幾乎都是在探討「會引起三大法則的缺陷、迷惑、矛盾的可能情境」,所以幾乎每篇小說都會產生一個「精神錯亂」的機器人。這些小說非常有趣,推薦喜歡「燒腦型作品」的讀者一讀。

https://giphy.com/gifs/foxhomeent-robot-will-smith-xUOwVmpPRPlosLm5vG
電影中違反三大法則的機器人。/Giphy

這個系列作品的內容其實也部分反映了人性:人也是又內建「道德基準」(moral norms),能進行邏輯思考的動物,但是即使最理性冷靜的人,也是會碰到兩難的困境,例如著名的「電車難題」:「一輛失控的列車在軌道上急馳,在軌道上有五個人即將被碾過,你剛好在鐵軌的轉軌器旁邊,只要扳動轉軌器,就可以把列車轉向另一條軌道,但是另一條軌道上有一個人,本來不會有事,因為你將列車轉軌而會被碾斃,在這個狀況下,你到底要不要將列車轉軌呢?」幾十年來這個問題引起了許多哲學以及倫理學、社會學的廣泛討論。事實上,自動駕駛汽車(除了不具有人形之外,其實也算是機器人的一種)的設計就必須把這類情境納入考量。

電車難題。自動駕駛汽車的設計就必須把這類情境納入考量,其中牽涉了哲學、倫理學以及社會學 。 圖/WIKIPEDIA

就筆者的「理科腦」來看,這些矛盾的起因是「機器人定律與人類的道德準則是定性的,而實際情境卻是定量的」。例如兩個人類同時對一個機器人下命令,而這兩個命令互相矛盾,那麼這個機器人到底要聽誰的?這時候機器人必須對下命令的兩個人做出「定量上的評價」,決定執行哪一個命令。這個結果導致「機器人可以(必須)評價人類,將人類分出等級」,之後又會衍生出更多的問題…

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1985 年時,在機器人系列故事四十餘年的發展之下,艾西莫夫被自己的筆下的故事逼得追加了一個「第零定律」,位階在原來的三定律之上:「機器人不得傷害『整體人類』,或坐視『整體人類』受到傷害。」,這下子定律的規格從「牛頓三定律」變成了「熱力學的零+三定律」了,不愧是正統派科學家出身!這個第零定律跟之前一樣,從邏輯上看起來也很合理,但是這又造成機器人必須評價「整體人類」的福祉是什麼,由於第零定律凌駕於第一定律之上,因此視情況機器人是可以為了避免整體人類受到傷害,而去傷害甚至殺死個人的,最後可能會演變成「機器人為了整體人類好而接管、控制人類社會」的反烏托邦結果。

不過或許是因為「機器人叛變」這個展開實在太過顯而易見,而且因為可以塞進許多動作場面而成為影視作品愛用的題材,艾西莫夫的機器人作品中對這方面反倒是著墨不多,而是將關心的焦點放在「機器人是否能在三定律的規範下,活出自己的人格?」這個主題的代表作,就是獲得 1976 年「雨果獎」與「星雲獎」雙料大獎的中篇小說「雙百人」,後來在 1992 年由令一位作家羅伯特‧席維伯格(Robert Silverberg)擴充成長篇小說「正子人」;這個故事也在 1999 年改編為電影「變人」,由已故的喜劇泰斗羅賓‧威廉斯(Robin Williams)主演。

說實在的,想要瞭解「機器 → 人形機器 → 機器人 → 人」的演進與思辯,而又沒有很多時間與耐性的讀者,看這一本就夠了。

1999 年的科幻電影《變人》,由作家羅伯特‧席維伯格的長篇小說「正子人」改編而成。

分流

前面花了相當的篇幅講了艾西莫夫的機器人觀,除了這個「大師典範之外」,其實幾十年的科幻與娛樂文化演變下來,機器人也了更多的樣貌。

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好萊塢電影與日本動漫畫,是目前全球影視娛樂的兩大主流,當然兩者還是有一段差距,好萊塢挾其資金、人才、技術的實力,最為強勢;不過「小本經營」的日本御宅文化,在全世界的影響力也逐年提升,對好萊塢電影也產生了不小的影響。它們對於機器人這個主題的處理,有很大的不同。以下分成不同的機器人類型討論,不過要先說明的是,以下的分類有些是好萊塢電影擅長的題材,有些則是日本動漫畫的偏好,但是其實並沒有這麼涇渭分明,大部分在兩邊都有出現,只是多寡有別。

一、近未來,覺醒的機器人,成為人類之敵——好萊塢電影的機器人,跟艾西莫夫的機器人類似,是外型、尺寸都比照人類,並且具有不同程度的人工智慧。不過如前所述,好萊塢電影中的機器人有許多都是扮演「人類之敵」的大反派,完全不受艾西莫夫「機器人三定律」的節制,最經典的例子就是「魔鬼終結者」系列,劇中的機器人存在的目的就是用來追殺人類——可說是把「機器人三定律」完全反過來看就行了。這些機器人的背後是由一個名為「天網」的人工智慧,也可以說是個不具人形的機器人,本來是美國研發的國防電腦系統,後來這個系統產生自我意識,並且判斷人類才是「世界最大的威脅」,於是就發動核戰毀滅人類,並且持續掃蕩殘存的人類反抗軍,並且派遣機器人穿越時間回到過去殺害反抗軍領袖的母親以斬草除根。

相對於艾西莫夫小說中以「機器人三定律」來節制機器人的能力,以消除人們的「科學怪人情結」,努力讓人類社會接受機器人;「魔鬼終結者」系列是反過來喚起觀眾的「科學怪人情結」,再加上「末日電影」的背景設定,來營造危機感與戲劇性,然後在人類與機器人的對立下順理成章的大打出手,「拳腳與槍砲齊飛,鮮血共煙硝一色」,讓本來是「低成本 B 級動作片」的「魔鬼終結者」成為娛樂性與思想性兼具的成功作品。就這個視角而言,「駭客任務」中的架構與設定,以及成功的要素也頗有共同之處。

終結者 GIF
魔鬼終結者喚起觀眾的「科學怪人情結」,成為娛樂性與思想性兼具的成功作品。 圖/Giphy

二、遙遠的未來,機器人已經融入人類社會,共同面對更廣闊的星際世界——上述這種「人類與機器人的衝突與生死戰」的背景通常發生於「近未來」,故事舞台跟現代有相當程度的重疊,機器人進入生活的正面與負面效應,都比較能引起觀眾的代入感。如果是以「遙遠的未來」為背景,機器人與人類之間的「磨合陣痛期」已經過去,像是兩大名門「星際大戰」與「星際爭霸戰」,人類的足跡已經遍佈銀河系,見識過各種稀奇古怪的外星生命體,機器人也早就已經成為人類好伙伴,甚至被視為跟人類同等的存在了。

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三、機器人是人類肉體的延伸,力量的放大器——另一方面,日本動漫畫作品中的機器人,除了早期的「原子小金剛」是走「真人的大小與外貌,且具有人工智慧」的路線以外,主流是象徵「人類力量的延伸」的「巨大機器人」類型。這種機器人不具有人工智慧,而是搭載操作界面與作業系統,由人類駕駛員來操作,相當於扮演其大腦的角色。以早期的名作「無敵鐵金剛」而言,所標舉的主題是「如果人類透過機器取得了巨大的力量,將會成為神?還是成為惡魔?」,這類作品有別於西方「機器如何變成人」,而是「人類與機器合為一體」的概念。

機器人是吸引目標觀眾目光的賣點,也是贊助或出資廠商販賣模型玩具的獲利神器,導致許多巨大機器人動畫作品一味強調機器人造型帥氣而不注重劇情內涵,被譏為「為了販賣玩具所製作的 30 分鐘廣告片」,不過由於出資者只要求「機器人玩具賣得好」,對於內容不太有興趣干涉,反而讓創作者有揮灑的空間,出現了「長濱忠夫三部曲」、「機動戰士鋼彈」等名作。1995 年的「新世紀福音戰士」,把前述「人類與機器合為一體」的概念推到極致,駕駛員是透過神經系統直接與機器人(稱為 Evangelion,簡稱 EVA )「同調」連結,以精神力取代操縱桿與按鈕,直接操控 EVA——不過其實 EVA 與其說是機器人,「生化」味更重一些,劇中還曾出現駕駛員與 EVA 機體「完全融合」的情節。

https://giphy.com/gifs/evangelion-ZKyaPBAfBZ2c8
EVA 與其說是機器人,「生化」味更重一些,劇中還曾出現駕駛員與 EVA 機體「完全融合」的情節。圖/Giphy

四、機械化的人類——人與機器的關係,除了「機器→人形機器→機器人→人」這條路線外,也有反方向的路徑:由於疾病或受傷而失去部分身體功能的人,利用科技的力量改造身體,恢復正常的功能,甚至更為強大,這種被部分改造的人類稱為「改造人 Cyborg」(cybernetic organism),結合了「模控學」與「有機體」兩個字,也有人翻譯為「生化電子人」、「半機械人」,後來乾脆直接音譯為「賽伯格」。其實許多現實世界的人類已經多多少少變成改造人了:義肢、人工水晶體、心律調節器、人工關節等等,人們已經普遍可以接受為了維持身體機能以侵入性的方式改造部分器官,未來可以預見改造的範圍與精密程度必定會逐漸提升。

在這個「人體改造」的延長線上,我們可以看到像「機器戰警」中,殉職的員警被改造並且復活來執行正義,「鋼鐵人」受傷後在自己的胸腔裝了一個反應爐,成為裝甲動力服的能量來源;日系作品方面,有「無敵金剛 009」(後來改名為「人造人 009」,少了一股中二的氣勢)、「假面騎士系列」(真人演出的特攝片),這些作品中,並非前述因為疾病或受傷而修補人體,而是為了培養「征服世界用的超級士兵」,而將人體改造成具有超越一般人能力的戰鬥道具。

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與「機器人覺醒為人類、或自覺為超越人類的存在」的方向相反,在「改造人」這條線上會出現的問題則是「當人類持續被改造,被機械取代的部位越來越多,會不會因此變成『不是人類』?這個轉變的界線何在?」也是非常值得探討的問題,也讓「改造人」這類的作品更具有思想上的深度。

近年來日本動漫畫與好萊塢合流的作品逐漸增加,「攻殼機動隊」與「戰鬥天使艾莉塔」是其中翹楚,都是以「改造人與人類的分界線」,以日本原創的動漫畫作品為主題,結合好萊塢的資金與技術的大製作電影,都獲得了相當程度的成功。

交會

本文以包含小說、電影、動漫畫等科幻作品的角度來看「機器人與人」之間的關係。雖然不是從真實世界的科學與技術來進行嚴謹的探討,不過在「機器人與人」這個主題上,科技與科幻的發展路徑其實亦步亦趨、互為因果:如同艾西莫夫的「機器人學」與「機器人三定律」對真實世界的機器人科技有極大的影響一般,科幻的想像有可能成為引導科技發展的路標;相對的,科技的發展當然也會墊高科幻作品的根基。

前文我們看過了幾種「機器人與人」的類型作品:從機器人變成人、機器人與人共存、機器人與人合體、從人變成機器人。這幾種模式,各自以不同的視角來刺激我們思考「人到底是什麼」這個問題。從數十年來這個主題的科幻作品的發展看來,不論是從哪個角度切入,最後都指向一個共同的交會點:人類的大腦。

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數十年來這個主題的科幻作品的發展看來,不論是從哪個角度切入,最後都指向一個共同的交會點:人類的大腦。 圖/Pixabay

「正子人」中的機器人主角「安德魯‧馬丁」要爭取在法律上被認可為「人」,其起點是他的「正子腦」產生了類似人腦的感情、創造力、以及自我意識的自覺,在其兩百年的生涯中,他的「鉑銥合金正子腦」的運作模式與人腦越來越接近,應該可以通過任何像「圖靈測試」這種「能分辨人腦與電腦差別」的考驗。而他克服爭取成為「人」的最後阻礙的方式是:改造他那相對於人腦幾乎算是不朽的正子腦,讓它像人腦般會逐漸老化與死亡,終於取得了「人」的資格。

另一方面,「從人變成機器人」的這條路上,也是以「大腦是不是原裝貨」來作為人類與機械的分界點。身上的器官怎麼更換都沒關係,但是這個人的「自我」(identity)只存在於大腦的神經元之間的連結以及在內部儲存以及傳送的資訊中,如果大腦被換掉、或是內部的資訊消失了,這個人也將不再存在。更激進的說法是,連大腦的「硬體」都不重要,只有內含的資訊才是「人的本體」,所以只要能夠把腦內的資訊保留、複製下來,人將可以成為不朽的存在,就像「攻殼機動隊」的主角草薙素子,拋棄了已經多次改造的肉身,以及還是「原裝」的大腦,將腦內資訊轉進網路中,只要這個網路仍在運作,這組來自草薙素子大腦的資訊仍存在於這個網路中,她就相當於取得了永生。

回到現實世界,「人工智慧」與「腦科學」正好也是目前最熱門、進展也最快的科技領域,前者致力於「讓機器除了強大的計算與記憶能力之外,還能像人腦一樣能進行複雜的思考」,後者則是要「瞭解大腦如何學習、記憶、創造,以及人類的自我意識從何而來」,這兩個領域發展的進程與細節跟科幻作品當然不會一模一樣,但是在大方向上,「科學」與「科幻」實在有驚人的相似之處,最後兩個領域也有可能交會在同一點上。

看看社群網站的自動審查機制,以及電子商務網站的推薦系統,極權國家用來監控人民的社會科技體系,「不具人形的機器人」正逐漸接管我們的生活。也許在我們的有生之年,就可以看到這些科幻名作中的情節在現實世界中發生,至於人與機器人之間的關係,是對抗、共生、還是融合?人類社會未來的流向,仍然掌握在人類手上嗎?再不嚴肅思考這個問題,或許很快就會來不及了。

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再・創世 Cybernetic_96
11 篇文章 ・ 29 位粉絲
由策展人沈伯丞籌畫之藝術計畫《再・創世 Cybernetic》,嘗試從演化控制學的理論基礎上,探討仿生學、人工智慧、嵌合體與賽伯格以及環境控制學等新知識技術所構成的未來生命圖像。

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巨大機器人 x 沒爹沒娘的悲慘童年——懷舊動畫為何都是這種套路? ft. 工頭堅【科科聊聊 EP. 54】
PanSci_96
・2021/09/07 ・1583字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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泛泛泛科學Podcast這裡聽:

在台灣剛有電視的五六零年代,當時引進的動畫,在為數不多的節目中掀起全民追番風潮!無敵鐵金剛、科學小飛俠、阿爾卑斯山的少女、小甜甜……那時動畫的兩大特色:巨大機器人與沒父沒母的悲催童年,不僅塑造了五六年級生的回憶,也影響了下一代的作品如《鋼彈》以及宮崎駿等作者,影響力巨大,直到現在還深深影響著我們與當代創作者。

本集泛泛泛科學就邀請 y 編的忘年之交兼日文 KTV 夥伴:工頭堅,聊聊上世紀動畫,還有那些創造童年的偉大作者們吧!

【前言】

  • 01:09 現今許多動畫都是受過去影響
  • 02:07 台灣電視發展史

延伸閱讀:《時代的風:四段人生與半個世界》by 工頭堅

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【巨大機器人】

  • 03:08 y編與工頭看的鋼彈是哪一代?
  • 04:46 五年級生的共同回憶《無敵鐵金剛》
  • 07:43 鋼彈是比較寫實的巨大機器人
  • 10:25 永井豪《無敵鐵金剛》《蓋特機器人》
  • 11:27《六神合體》原來改編自橫山光輝的漫畫《MARS》
  • 14:15《科學小飛俠》成人向的角色設定
  • 17:23 戰隊的始祖《假面騎士》 
  • 19:41 機器人動畫的成熟之作《鋼彈》
  • 20:25 五六年級生的成長經歷《星際大戰》
  • 21:58 太空歌劇《宇宙戰艦大和號》《超時空要塞》《銀河鐵道999》《宇宙海賊哈洛克》
  • 23:27 如果一生只能讀一本書,工頭推薦《千面英雄》
初代鋼彈(圖/維基百科

延伸閱讀:超巨大機器人科學嗎?那我們來說說《重甲機神》到底有多重|重甲科不科?04 | PanSci 泛科學

延伸閱讀:【水木一郎 Music video】《劇場版 無敵鐵金剛/INFINITY》3/30 指揮艇組合

【沒爸沒媽的悲催童年】

  • 24:25 沒爸沒媽的主角們
  • 25:41 世界名著改編的動畫才是工頭小時候的主流
  • 27:19《小英的故事》
  • 27:29《小天使(阿爾卑斯山的少女)》影響了宮崎駿
  • 28:35《小甜甜》
  • 29:47 當時的動畫配樂就很講究了
  • 30:35 不同時代的收視習慣
  • 32:06 解嚴之後開放日本歌就不再改編主題曲了
  • 33:28 沒爸沒媽的主角源自於千面英雄的神話結構
  • 35:04《千面英雄》的影響力
小天使(阿爾卑斯山的少女)(圖/維基百科

【創造童年的動畫作者】

  • 36:17 手塚治虫《怪醫黑傑克》《原子小金剛》
  • 38:48 後來改編自原子小金剛的作品《PLUTO ~冥王~》
  • 39:48 藤子不二雄《哆啦A夢》
  • 40:30 逼迫你長大 v.s. 停留在童年
  • 40:53 宮崎駿版《魯邦三世》
  • 42:11 吉卜力工作室《風之谷》《巨神兵》《螢火蟲之墓》《紅豬》
  • 46:39 工頭最喜歡的吉卜力作品《龍貓》
  • 48:25 動畫音樂讓人想起自己原本是一個什麼樣的人
  • 49:20 y編喜歡的吉卜力作品《心之谷》《魔法公主》
  • 50:53 y編與工頭喜歡的男女角色:心之谷天澤聖司、魯邦三世峰不二子、 鋼彈女軍官、福音戰士葛城美里
  • 53:48 舊作品翻新《宇宙戰艦大和號2199》《銀河英雄傳說》
  • 58:02 舊的永遠比新的好嗎?《閃光的哈薩威》《星際大戰》《銀河英雄傳說》《中華一番》《獵人》《宇宙戰艦大和號2199》《攻核機動隊》
  • 1:01:55 三十年前的神作《阿基拉》
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PanSci_96
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