「犬機互動」來了！狗會聽機器人或機器狗的話？

人能與機器人互動，已經不是什麼新鮮事，但有靈性的狗是不是也能與機器人互動？

就這個問題，耶魯大學社交機器人實驗室的研究人員進行一項「犬機互動」研究，發現寵物狗真的會聽從社交機器人的命令！

這個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 ACM / IEEE 國際人機互動會議（HRI 2020）公布，相關論文以《Dog Sit! Domestic Dogs（Canis familiaris）Follow a Robot’s 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「犬機互動」

根據 IEEE Spectrum 官網，這類「犬機互動」的研究已有先例：

• 一組研究人員（Pongrácz 帶領）測試狗能否在不同條件下聽從主人命令──主人與狗在同房間（3D 情況），或主人經由串流媒體影像與狗即時互動（2D 情況），或僅透過主人從喇叭傳出的聲音與狗互動（0D 情況）。結果不難想像，狗在 3D 情況最能聽從命令，0D 情況下最不能聽從命令，2D 的情況介於兩者之間。
• 另一組研究人員（Lakatos 帶領）測試狗如何對擁有客製手臂的 PeopleBot 經濟型人機互動機器人的指示反應。首先互動階段，機器人與主人互動 6 分鐘，狗在旁觀察，然後機器人給狗食物當獎勵；隨後測試階段，面對兩個裝有隱藏食物獎勵的桶子，機器人對狗指著其中一個桶子。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更好。然而這項研究也反映出一些問題：機器人不能顯著影響狗的行為，狗並非任何時候都很聽機器人的話，人類比機器人更能影響狗。

在這些研究基礎上，耶魯大學社交機器人實驗室的研究團隊確立了研究目的，希望探索狗是否能理解人類的社會行為──在牠們眼中，機器人更像平常服從的人類，還是不服從的喇叭等機器。

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回應、狗是否會聽從機器人給出的「sit」（坐下）命令。

一共 34 隻寵物狗（17 隻實驗組、17 隻對照組）參與實驗，在實驗的房間裡，有研究人員、狗主人、機器人、喇叭及寵物狗。

下圖為攝影機在不同視角拍到的實驗組／對照組的實驗過程。

（Source：耶魯大學，以下同）

如下圖，每隻狗經歷的實驗流程大致是：簡短介紹測試環境後，機器人或喇叭叫狗的名字（聲音完全一樣），此時研究人員一旁觀察狗是否有反應。然後機器人或喇叭與狗主人交談，試圖在寵物狗面前提升存在感，隨後為狗提供一些小獎勵，最後發出「坐下」命令，研究人員也會密切觀察狗狗此時是否會聽話坐下。

研究表明，叫了名字後，狗更會盯著機器人看，而不是喇叭；聽到「坐下」指令時，相比喇叭（不足 20%），狗聽從機器人（約 60%）指令的次數更多。

從下圖就能看出，不論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喇叭。

機器人還是機器狗？

值得一提的是，實驗使用的機器人，是軟銀集團的機器人 NAO。NAO 是小型人形機器人，專門與人互動，可走路、跳舞、說話、辨識臉部和物體，目前發展到第六代，用於研究、教育和醫療方面。

（Source：Kai Schreiber from Jersey City, USA / CC BY-SA）

此次實驗中，NAO 所有聲音都來自頭部喇叭。為避免任何誤差，NAO 的聲音都是經過剪輯的人聲，並非內建的文字轉語音（TTS）模組。

背後原因有兩點：

• 一些主人會按喜好給寵物取一些別的綽號，TTS 無法保證正確念出來。
• 狗比人對聲音更敏感，即使一些對人類來說算自然的 TTS，也可能缺少狗依賴的聲學特徵，且大多數 TTS 提供的音調也有限，狗可能無法理解 TTS 某些表達。

而對這項實驗，有些人可能會問：做這次狗實驗，為什麼要用機器人而不是機器狗？

對機器人領域有一定了解的人可能聽過 Sony 的 AIBO 機器狗。

（Source：Sony）

據悉，AIBO 最早於 1999 年推出，但在 2006 年停產。時隔 1​​2 年後，Sony 再次進入家用機器人領域，於 2018 年春季推出新 AIBO。

相比以前版本，2018 年版機器狗動作更流暢自然，配備魚眼鏡頭，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更能適應環境，控制一切的是 64 位元的四核心 CPU，功耗為 14 瓦，續航時間約 2 小時。

不過研究人員並未將 AIBO 納入參與實驗的機器人，原因就在於 AIBO 不會被狗視為競爭對手，也不會像對待其他狗一樣對待 AIBO。在汪星人的世界，AIBO 連「奇怪的狗」都算不上，只是「奇怪的東西」。

對這項研究，研究團隊表示，貢獻在首次發現狗對社交機器人會表現出積極行為，同時社交機器人也能影響狗的行為。因此，這個研究加深了我們對人與社交機器人互動本質的理解。

但研究人員面前更深入的問題是，儘快確定可能會增加或減少狗與機器人互動可能性的具體因素，因此也嘗試一些更理想的場景。例如，透過狗主人與機器人更多互動（交談、眼神交流等），鼓勵狗消除對機器人的焦慮、建立好感，以便提升狗對機器人的注意力。

有一些機器的動作或聲音本來就會引起動物的壓力和恐懼，研究人員也希望更關注寵物的心理健康。未來，設計出專門娛樂寵物的家用社交機器人，也是可以探索的方向。

• Dog Sit! Domestic Dogs (Canis familiaris) Follow a Robot’s Sit Commands
• Dogs Obey Commands Given by Social Robots

（本文由 雷鋒網 授權轉載；首圖來源：影片截圖）