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人能與機器人交互，已經不是什么新鮮事了，那么通人性的狗子是不是也能與機器人交互呢？
就這個問題，耶魯大學社交機器人實驗室的研究人員進行了一項「狗機交互」的研究，發(fā)現(xiàn)寵物狗真的會聽從社交機器人發(fā)出的命令！
這一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 月底的 ACM/IEEE 國際人機交互會議（HRI 2020）上公布，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(fā)表于 SCI 期刊 IEEE Spectrum。
雷鋒網從 IEEE Spectrum 官網了解到，這類「狗機交互」的研究已有先例：
一組研究人員（Pongrácz 領銜）測試狗是否能在不同條件下聽從主人的命令——主人與狗在同一個房間內（3D 情況），或主人經由流媒體視頻與狗實時交互（2D 情況），或僅僅通過主人從揚聲器傳出的聲音與狗交互（0D 情況）。結果不難想象，狗在 3D 情況下最能聽從命令，0D 情況下最不能聽從命令，2D 的情況介于前述二者之間。
另一組研究人員（Lakatos 領銜）測試狗是如何對擁有定制手臂的 PeopleBot 經濟型人機交互機器人給出的指示做出反應的。具體來講，首先在互動階段，機器人與主人進行 6 分鐘的交互，狗在一旁觀察，然后機器人給狗食物作為獎勵；隨后是測試階段，面對著兩個裝有隱藏食物獎勵的桶，機器人對著狗指向了其中的一個桶。 研究發(fā)現(xiàn)，狗在有機器人的情況下會比沒有機器人的情況表現(xiàn)得更好。然而這項研究也反映出了一些問題：機器人并非能顯著影響狗的行為，狗并非任何時候都很聽機器人的話，人類能比機器人更好的影響狗的行為。
在這些研究的基礎之上，耶魯大學社交機器人實驗室的研究團隊便明確了其研究的目的，他們希望能探索狗是否能很好地理解人類的社會行為——在它們眼中，機器人更像是它們所服從的人類，還是它們所不服從的揚聲器。
雷鋒網了解到，該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后做出響應、狗是否會聽從機器人給出的“sit”（坐下）命令。
34 只寵物狗（17 只為實驗組、17 只為對照組）參與了實驗，在實驗的房間里，有研究人員、狗主人、機器人、揚聲器，以及寵物狗。
下圖為攝像機在不同視角下拍攝到的實驗/對照組的實驗情況。
如下圖，每個狗狗經歷的實驗流程大致是：在對測試環(huán)境做了簡短的介紹后，機器人或揚聲器叫出了狗的名字（聲音完全一樣），此時研究人員便在一旁觀察狗是否有所反應。然后，機器人或揚聲器將與狗主人開始交談一會兒，試圖在寵物狗面前提升存在感，隨后為寵物狗提供一些小獎勵，最后發(fā)出一聲“坐下”的命令，研究人員也會密切觀察狗狗此時是否會聽話地坐下。
研究表明，在被叫了名字后，狗更多時候盯著機器人看，而不是擴音器；在聽到“坐下”指令時，相比揚聲器（不足 20%），狗狗聽從機器人（約 60%）指令的次數(shù)更多。
從下圖就能看出，不論是寵物狗對眼前發(fā)號施令者的觀察時間還是聽從指令的次數(shù)，機器人的效果都明顯優(yōu)于揚聲器。
值得一提的是，實驗中用到的機器人，正是軟銀集團的機器人 NAO。NAO 是一個小型人形機器人，專門用于與人進行交互，可以走路、跳舞、說話、識別人臉和物體，目前已經發(fā)展到了第六代，被用于全球范圍內的研究、教育和醫(yī)療。
此次實驗中，NAO 發(fā)出的所有聲音都來自位于其頭部的揚聲器。為避免任何可能存在的誤差，NAO 傳出的聲音都是經過剪輯的人聲音頻，并非是內置的文本轉語音（TTS）模塊。
這背后的原因具體來說有兩點：
一些主人會按自己的喜好給寵物起一些偏門的名字，TTS 無法保證可以正確地念出來。
狗比人對聲音更敏感，即使一些對人類來說已經算是自然的 TTS 也可能缺少狗所依賴的聲學特征，且大多數(shù) TTS 能提供的音調也是有限的，狗可能無法理解 TTS 的一些表達。
而對于這項實驗，有些人可能會問：給寵物狗做實驗，為什么要用機器人，而不是機器狗？
對機器人領域有一定了解的人可能聽說過索尼的 AIBO 機器狗。
據(jù)悉，AIBO 最早于 1999 年推出，但在 2006 年遭遇停產。時隔 12 年后，索尼再次進入家用機器人行業(yè)，于 2018 年春季推出新版 AIBO。
相比以前的版本，2018 年推出的機器狗動作更流暢自然，配備了魚眼攝像頭，可與傳感器一起探測、分析聲音和圖像。另外，同步定位和映射技術使其能夠適應環(huán)境，而控制這一切的是一個 64 位的四核 CPU，其功耗為 14 瓦，續(xù)航時間約 2 小時。
不過研究人員并未將 AIBO 作為參與實驗的機器人，原因就在于 AIBO 往往不會被寵物狗視為競爭對手，也不會像對待其他狗一樣對待 AIBO。在汪星人的世界里，AIBO 連“一只奇怪的狗”都算不上，只是“一個鬼東西”。
對于這項研究，研究團隊表示，其貢獻在于首次發(fā)現(xiàn)了狗對社交機器人會表現(xiàn)出積極的行為，同時社交機器人也可以影響狗的行為。因此，這一研究加深了我們對人與社交機器人交互的本質的理解。
但擺在研究人員面前的一個更深入的問題是，盡快確定可能會增加或減少寵物狗與機器人交互可能性的具體因素，因此他們也在嘗試一些更為理想的場景。例如，通過狗主人與機器人更多的互動（交談、眼神交流等）鼓勵狗對機器人消除焦慮、建立好感，以便提升狗對機器人的注意力。
事實上，之前就有一些機械動作引起了動物的壓力和恐懼，研究人員也希望能更關注寵物的心理健康。未來，設計專用于娛樂寵物的家用社交機器人也是一個可以探索的方向。
引用來源：
[1]https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3371382.3380734
[3]https://baike.baidu.com/item/AIBO%E6%9C%BA%E5%99%A8%E7%8B%97/10204215?fr=aladdin
雷鋒網
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