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人机交互中的新本体类别假说

期刊:HRI '11: Proceedings of the 6th international conference on human-robot interactionDOI:10.1145/1957656.1957710

这篇名为“The New Ontological Category Hypothesis in Human-Robot Interaction”的论文是由来自University of WashingtonATR (Advanced Telecommunications Research Institute International)Osaka University以及Seattle Pacific UniversityPeter H. Kahn, Jr., Aimee L. Reichert, Heather E. Gary, Takayuki Kanda, Hiroshi Ishiguro, Solace Shen, Jolina H. Ruckert, Brian Gill等研究者共同撰写。该论文发表在第6届人机交互国际会议(HRI ‘11)的会议录中,此次会议于2011年3月6日至9日在瑞士洛桑举行,由ACM出版。论文的发布平台是ACM数字图书馆,论文于2011年3月6日在线发表,并具有开放获取属性。

这篇论文的主题是探讨在人机交互领域中,一个被称为“新本体论类别”(New Ontological Category, NOC)的假说。本体论(Ontology)在此处指的是关于“存在”的基本分类以及区分它们的方式。论文的核心观点在于,随着拟人化机器人以及其他具身化、拟人化的计算系统(如未来的“智能”汽车和家居)日益普及,人们(尤其是儿童)可能不再简单地将这些实体归类为传统意义上的“有生命的”或“无生命的”,而是正在形成一种全新的、介于两者之间的认知类别。

论文首先介绍了提出这一假说的学术背景。在发育心理学中,大量研究已经证实,年幼的儿童能够清晰地区分典型的生物(如人、动物、植物)和非生物实体(如石头、玩具),并理解它们在生物学、心理学和感知属性上的根本差异。然而,拟人化机器人的出现挑战了这一传统的二分法。它们具有能动性(可以移动、说话),但本质上是技术产物。这种混合特性引发了一个根本性问题:人们如何从概念上归类它们?这正是该研究的出发点。研究团队自2002年起就开始探索这一问题,旨在通过实证研究检验人们(特别是儿童)是否对机器人持有一种不同于典型生物和非生物的、独特的认知和关系模式。研究的目标是系统性地收集证据,以支持或反驳“新本体论类别”假说。

为了验证这一假说,论文系统性地回顾和整合了研究团队先前进行的一系列研究,这些研究构成了支持该假说的主要证据链。论文分几个层次阐述了这些证据。

首先,论文回顾了基于发展心理学视角的初步证据。这些研究表明,儿童对机器人的属性归因模式与对典型实体的归因模式不同。例如,Jipson和Gelman(2007)的研究发现,4岁儿童很少将生物学属性(如需要进食)归因于机器人狗i-Cybie,但确实会归因心理和感知属性(如能看、能感觉)。Bernstein和Crowley(2008)的研究进一步揭示,有更多机器人经验的儿童,更不倾向于判断机器人为“活的”,但更倾向于判断它具有一种独特的、区别于人类或动物智能的智能形式。这些早期研究暗示,机器人可能不属于传统的“生物/非生物”分类体系。然而,论文指出这些研究存在三个主要局限:1)通常基于图片或视频刺激,而非直接互动;2)未着重考察社会性和道德属性;3)缺乏对儿童判断背后推理过程的深入分析。

为了突破这些局限,Kahn及其同事采用了一种结构-发展的研究方法,开展了一系列以索尼机器狗Aibo和ATR的人形机器人Robovie为对象的研究。论文详细阐述了这些研究的具体流程和发现。

关于Aibo的研究包含了三个连续的阶段。第一阶段是针对成人Aibo用户的网络民族志研究(Kahn et al., 2002)。研究者系统编码了来自182名成人用户在互联网论坛上的3,119条帖子。研究目的是建立一个理解成人如何概念化Aibo的生物学、心智、社会性和道德地位的初步框架。分析结果非常具有启发性:48%的帖子以生命化的方式提及Aibo(如“对我来说它似乎是活的”),68%提及了Aibo的心理状态(如“它曾在夜间醒来,显得非常悲伤和痛苦”),59%将其视为一个社会他者(如“我确实视它为伴侣”),甚至12%的帖子将其视为一个道德他者(如“我实际上为给它造成痛苦而感到难过和内疚!”)。这项研究为后续研究提供了关键的概念框架,并首次在成人群体中发现了对机器人复杂且混合的归因模式。

基于此框架,研究团队随后开展了针对儿童的两项研究。两项研究都让儿童有机会与Aibo进行直接互动,然后接受半结构式访谈,询问他们关于Aibo的类别属性(如有生命/无生命、心理状态、社会性、道德地位等)的看法。第一项研究(Kahn et al., 2006)涉及80名3-5岁的学龄前儿童。第二项研究(Melson et al., 2009)涉及72名7-15岁的儿童和青少年。数据收集流程包括:引导儿童与Aibo进行自由或结构化的游戏互动,随后进行访谈,询问诸如“Aibo是活的吗?”、“它有感觉吗?”、“它能成为你的朋友吗?”、“如果别人把它关起来,是对它不公平吗?”等问题,并记录儿童对自己判断的“理由”或“推理”。

研究结果揭示了复杂的、随年龄变化的认知模式。在“是否有生命”的判断上,数据显示出非线性的变化:38%的学龄前儿童、23%的7-9岁儿童、33%的10-12岁儿童认为Aibo是活的,而只有5%的13-15岁青少年同意这一观点。更重要的是对儿童推理过程的分析,这直接支持了“新类别”的假说。许多儿童给出了非常“中间化”或“例外化”的理由,例如一个孩子说:“它是活的……对于一个机器人来说。” 这表明儿童并非简单地做出二元判断,而是承认其特殊地位。此外,无论年龄大小,大多数参与者都将心理状态(思想和情感)以及社会性(如可以成为朋友)归因于Aibo。这些来自Aibo研究的证据表明,儿童和成人都能够与一个他们明确知晓是技术产品的机器人建立起有意义的、强大的社会性概念和关系。

为了将研究拓展到更具社会交互能力的人形机器人,并更深入地探究道德层面的归因,Kahn等人随后进行了一项针对人形机器人Robovie的研究(Kahn et al., 投稿中)。这项研究的流程更为严谨。研究对象是90名儿童和青少年,分为9岁、12岁和15岁三个年龄组,每组30人。研究流程包括两个核心部分:首先,每位参与者与Robovie进行为期15分钟的结构化互动,内容包括学习珊瑚礁水族馆知识、与Robovie对话、玩“我来描述你来猜”游戏等。互动的最后,实验者会突然介入,不顾Robovie的口头反对(如“请不要把我关起来,我怕黑”),强行将Robovie关进壁橱。这一设计旨在引发道德冲突情境。互动结束后,参与者接受长达50分钟的半结构化访谈,问题涵盖对Robovie的心理状态、社会性、道德可关怀性(welfare and justice)以及本体论类别(是否活着)的判断和理由。

这项研究取得了关键的发现。在互动层面,大多数参与者与Robovie进行了细致入微的社会互动,遵循它的指示并与之对话。在判断和推理层面,结果有力地支持了NOC假说。首先, 儿童和青少年普遍认为Robovie具有心理状态,是一个社会他者。其次, 相当一部分参与者认为Robovie值得道德关怀,即它有权获得福祉和公平对待。最核心的证据来自对本体的判断: 许多儿童不愿意简单地将Robovie归类为“活着”或“没活着”,而是使用了各种方式描述其“中间”状态。例如,一位参与者说:“它(Robovie)像是半活半不活。” 另一位则推理道:“它只是看起来非常像活的东西,所以很难说。它不是人类,但它具有那些特征和潜力。” 在试图理解Robovie的感受状态时,一位参与者表示:“……见过Robovie真的改变了我的看法,因为它显得更有生命力……它确实有感觉。” 这些直接引述的推理过程,清晰地展示了参与者正在努力将Robovie纳入一个既有的认知框架,却发现它不完全匹配任何一个传统类别,从而指向了一个新类别的存在。

综合以上所有研究——从早期的图片研究到与Aibo的互动研究,再到与Robovie的深度社会-道德互动研究——论文得出了明确的结论。研究证据汇聚起来,支持了“新本体论类别”假说。研究发现,儿童和成人将一系列属性(包括心理状态、社会性,甚至在某种程度上道德可关怀性)归因于拟人化机器人,而这种归因模式既不完全等同于对人类或动物的归因,也不等同于对普通技术产品的归因。机器人是独特的。人们不会对一堵砖墙说话并期望回应,也不会将其视为潜在的朋友,但对机器人却会如此。这标志着一种新型实体正在进入人类的认知和社会世界。

这篇论文具有重要的学术价值和现实意义。在科学价值上,它挑战并拓展了传统的认知发展理论,提出了在数字化和智能化时代,人类认知分类体系可能正在发生演变的观点。它将哲学中的本体论概念与实证心理学研究相结合,为人机交互、认知科学和科技哲学提供了一个富有成效的交叉研究框架。在应用价值上,这项研究对于机器人设计具有直接的指导意义。它表明,设计能够引发社会性和道德回应的机器人是可能的,但同时也带来了伦理挑战(例如,制造诱使人类产生情感依恋但又缺乏内在体验的实体是否合乎道德?)。研究结果提醒开发者和政策制定者,需要考虑人与机器人关系的长期心理和社会影响。

该研究的亮点在于:第一,研究方法的系统性与递进性: 从文献回顾、网络民族志到与不同形态机器人(机器狗、人形机器人)的直接互动实验,研究设计层层深入,逐步突破了早期研究的局限,特别是融入了社会互动和道德情境,使得数据更为丰富和生态化。第二,对“推理过程”的深度聚焦: 研究不仅收集“是/否”判断,更注重分析参与者做出判断的“理由”,这些质性数据是支持“新类别”假说的最有力、最生动的证据。第三,跨年龄的纵向视角: 研究涵盖了从学龄前到青春期的广泛年龄范围,揭示了认知随发展的非线性变化,表明对新类别的理解可能是一个动态建构的过程。第四,理论与现实的紧密结合: 研究的问题源于真实世界技术发展的前沿,其结论又能反过来深刻反思和指导该领域的发展,体现了基础研究的应用潜力。

此外,论文在结论部分也暗示了未来研究的方向,例如需要进一步探索成人对更先进机器人系统的归因,以及这种新类别认知如何影响人与机器人长期共处的行为模式。这篇论文通过严谨的实证研究,为理解人类在智能机器时代如何重塑其基本的认知范畴提供了开创性的见解和坚实的证据基础。

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