「狗机交互」来了！狗子会听谁的话？机器人 or 机器狗？

人能与机器人交互，已经不是什么新鲜事了，那么通人性的狗子是不是也能与机器人交互呢？

就这个问题，耶鲁大学社交机器人实验室的研究人员进行了一项「狗机交互」的研究，发现宠物狗真的会听从社交机器人发出的命令！

这一研究由耶鲁大学在读博士生 Meiying Qin 等人展开，研究成果在 2020 年 3 月底的 ACM/IEEE 国际人机交互会议（HRI 2020）上公布，相关论文以 Dog Sit! Domestic Dogs [Canis familiaris] Follow a Robot's Sit Commands（坐下！宠物狗听从机器人的“坐下”命令）为题发表于 SCI 期刊 IEEE Spectrum。

有效的「狗机交互」

雷锋网 (公众号：雷锋网) 从 IEEE Spectrum 官网了解到，这类「狗机交互」的研究已有先例：

• 一组研究人员（Pongrácz 领衔）测试狗是否能在不同条件下听从主人的命令——主人与狗在同一个房间内（3D 情况），或主人经由流媒体视频与狗实时交互（2D 情况），或仅仅通过主人从扬声器传出的声音与狗交互（0D 情况）。结果不难想象，狗在 3D 情况下最能听从命令，0D 情况下最不能听从命令，2D 的情况介于前述二者之间。

• 另一组研究人员（Lakatos 领衔）测试狗是如何对拥有定制手臂的 PeopleBot 经济型人机交互机器人给出的指示做出反应的。具体来讲，首先在互动阶段，机器人与主人进行 6 分钟的交互，狗在一旁观察，然后机器人给狗食物作为奖励；随后是测试阶段，面对着两个装有隐藏食物奖励的桶，机器人对着狗指向了其中的一个桶。 研究发现，狗在有机器人的情况下会比没有机器人的情况表现得更好。然而这项研究也反映出了一些问题：机器人并非能显著影响狗的行为，狗并非任何时候都很听机器人的话，人类能比机器人更好的影响狗的行为。

在这些研究的基础之上，耶鲁大学社交机器人实验室的研究团队便明确了其研究的目的，他们希望能探索狗是否能很好地理解人类的社会行为——在它们眼中，机器人更像是它们所服从的人类，还是它们所不服从的扬声器。

雷锋网了解到，该研究团队设计的实验分别调查狗是否会在社交机器人叫了他们的名字后做出响应、狗是否会听从机器人给出的“sit”（坐下）命令。

34 只宠物狗（17 只为实验组、17 只为对照组）参与了实验，在实验的房间里，有研究人员、狗主人、机器人、扬声器，以及宠物狗。

下图为摄像机在不同视角下拍摄到的实验/对照组的实验情况。

如下图，每个狗狗经历的实验流程大致是：在对测试环境做了简短的介绍后，机器人或扬声器叫出了狗的名字（声音完全一样），此时研究人员便在一旁观察狗是否有所反应。然后，机器人或扬声器将与狗主人开始交谈一会儿，试图在宠物狗面前提升存在感，随后为宠物狗提供一些小奖励，最后发出一声“坐下”的命令，研究人员也会密切观察狗狗此时是否会听话地坐下。

研究表明，在被叫了名字后，狗更多时候盯着机器人看，而不是扩音器；在听到“坐下”指令时，相比扬声器（不足 20%），狗狗听从机器人（约 60%）指令的次数更多。

从下图就能看出，不论是宠物狗对眼前发号施令者的观察时间还是听从指令的次数，机器人的效果都明显优于扬声器。

机器人还是机器狗？

值得一提的是，实验中用到的机器人，正是软银集团的机器人 NAO。NAO 是一个小型人形机器人，专门用于与人进行交互，可以走路、跳舞、说话、识别人脸和物体，目前已经发展到了第六代，被用于全球范围内的研究、教育和医疗。

此次实验中，NAO 发出的所有声音都来自位于其头部的扬声器。为避免任何可能存在的误差，NAO 传出的声音都是经过剪辑的人声音频，并非是内置的文本转语音（TTS）模块。 

这背后的原因具体来说有两点：

• 一些主人会按自己的喜好给宠物起一些偏门的名字，TTS 无法保证可以正确地念出来。

• 狗比人对声音更敏感，即使一些对人类来说已经算是自然的 TTS 也可能缺少狗所依赖的声学特征，且大多数 TTS 能提供的音调也是有限的，狗可能无法理解 TTS 的一些表达。

而对于这项实验，有些人可能会问：给宠物狗做实验，为什么要用机器人，而不是机器狗？

对机器人领域有一定了解的人可能听说过索尼的 AIBO 机器狗。

据悉，AIBO 最早于 1999 年推出，但在 2006 年遭遇停产。时隔 12 年后，索尼再次进入家用机器人行业，于 2018 年春季推出新版 AIBO。

相比以前的版本，2018 年推出的机器狗动作更流畅自然，配备了鱼眼摄像头，可与传感器一起探测、分析声音和图像。另外，同步定位和映射技术使其能够适应环境，而控制这一切的是一个 64 位的四核 CPU，其功耗为 14 瓦，续航时间约 2 小时。

不过研究人员并未将 AIBO 作为参与实验的机器人，原因就在于 AIBO 往往不会被宠物狗视为竞争对手，也不会像对待其他狗一样对待 AIBO。在汪星人的世界里，AIBO 连“一只奇怪的狗”都算不上，只是“一个鬼东西”。

对于这项研究，研究团队表示，其贡献在于首次发现了狗对社交机器人会表现出积极的行为，同时社交机器人也可以影响狗的行为。因此，这一研究加深了我们对人与社交机器人交互的本质的理解。

但摆在研究人员面前的一个更深入的问题是，尽快确定可能会增加或减少宠物狗与机器人交互可能性的具体因素，因此他们也在尝试一些更为理想的场景。例如，通过狗主人与机器人更多的互动（交谈、眼神交流等）鼓励狗对机器人消除焦虑、建立好感，以便提升狗对机器人的注意力。 

事实上，之前就有一些机械动作引起了动物的压力和恐惧，研究人员也希望能更关注宠物的心理健康。未来，设计专用于娱乐宠物的家用社交机器人也是一个可以探索的方向。

引用来源：

[1] https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3371382.3380734

[2] https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-software/dogs-obey-commands-given-by-social-robots

[3] https://baike.baidu.com/item/AIBO%E6%9C%BA%E5%99%A8%E7%8B%97/10204215?fr=aladdin

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