另類圖靈測試：人機交互中的大腦

02-21

正當我們大步邁向機器人時代，努力改善人機交互體驗時，幾位德國的神經科學家（

So ?ren Krach等，2008）早在近10年前就在想：人在和機器人交流時，會在多大程度上揣摩對方的意圖，也就是我們在什麼情況下、多大程度上會把人類的心理屬性加諸於機器。

之所以這件事非常吸引幾位神經科學家的注意，是因為人類普遍具有一種揣摩和推測他人意圖和願望的能力，這種能力在社會認知神經科學領域被稱為心理理論（Theory of Mind, ToM）。經典的圖靈測試其實就是反向利用ToM、通過對方是否具有揣摩和判斷自己意圖的能力來判斷是不是同類的經典例子。

研究中神經學家們引入了與人類相似度從低到高的四個遊戲夥伴：電腦、功能機器人、類人機器人和真人（圖1. 四類交互夥伴，圖2. 功能機器人和類人機器人），來與人類遊戲者進行囚徒困境遊戲（Prisoners』 Dilemma Game，PDG）。

圖1. 四類交互夥伴，從左到右依次為電腦、功能機器人、類人機器人和真人

圖2. 功能機器人（A，用「樂高Windstorms」製作）和類人機器人（B，BARTHOC Jr.）

遊戲過程遵循如下5個規則：

每個參與者（包括遊戲者和Ta的交互夥伴）面前都有一台筆記本電腦，當然電腦遊戲夥伴本身就是一台筆記本電腦；

人類遊戲者隨機和其中一個夥伴進行遊戲；

像經典囚徒困境一樣，參與遊戲的雙方都面臨單方面背叛以及彼此合作最優和被對手背叛最差的兩難選擇；

在遊戲中，若彼此合作則雙方各加20分，若一方背叛一方合作則背叛方加20分合作方減10分，若彼此背叛則雙方不得分；

人類遊戲者的目標是同時贏得比賽和獲得高分。

通過在遊戲過程中掃描人類遊戲者的大腦功能磁共振圖像（functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI），So ?ren Krach和他的同事發現：

構建心理模型的傾向隨著所感知到的、對方與人類的相似度而呈線性增加（圖3. 與不同夥伴遊戲時的大腦激活圖，圖4. 與不同夥伴遊戲時的大腦激活圖）；

人類能夠感知機器人在多大程度上「像人」，並且一個看起來不像人類的機器人可能因此而遵循對「外星人」的處理策略。

圖3. 與不同夥伴遊戲時的大腦激活圖

圖4. 與不同夥伴遊戲時，不同腦區的平均參數估計（Beta值）

雖然該研究並未設計回答什麼樣的機器人外觀和功能對形成心理理論更關鍵，但顯然，越像人越好，具體有什麼事半功倍的設計原則，可以沿著這個思路深入挖掘。

另一個有價值的應用方向是，人們發現自閉症譜系（ASD）人群在一開始的交往中，相對於人類，Ta們更喜歡機器人夥伴；對這個假設的進一步測試和驗證，將對類人機器人在ASD治療中的臨床應用具有非常重要的意義。