曾有一段时间,作为一项瑞典护理机器人研究项目的一部分,我家里养了一只帕罗机器海豹(Paro the seal)[1]。这只海豹是我从一位机器人专家同事那里借来的,由于COVID-19疫情,它在我家停留的时间比原计划更长。
邻居家的孩子们经常来玩,对这个机器海豹展现出短暂的兴趣。但我们家里散养的兔子Topsey却完全不为所动。一个共情能力更强的孩子说:“Topsey很难过,因为我们太关注机器海豹了。”不过,我觉得Topsey并不会因为机器海豹分走了本属于它的关注而难过,反而有时可能还庆幸能有别的东西吸引了孩子们的注意力。
出于对其他孩子会对这个机器人有何反应的好奇,我把这只机器海豹带去了朋友家。她11岁的女儿按照指示抚摸帕罗,来触发其在胡须和身体内的各种传感器。她努力表现得礼貌,给了些积极的评价,甚至问了几个关于它如何工作的问题。而6岁的弟弟看着姐姐与机器人互动,很快就失去了兴趣,就像他们家的猫一样。
▷图:帕罗海豹机器人。图源:parorobots
大约一年后,在我把机器海豹归还给机器人专家同事后,我的研究项目购买了一只橙色机器虎斑猫。这款由Ageless Innovation公司(直译意为“永恒创新”)开发的“Joy for All”陪伴机器人,旨在通过与逼真的“猫”进行互动来帮助痴呆症患者保持平静,提供陪伴感,并给予他们关怀。我们的研究团队原本打算将其用在当地博物馆举办的一场关于护理机器人的快闪展览,不过在此之前,我用这只虎斑猫创建了一个名为“Robot_meets_pet”的TikTok主页。
恕我直言,宠物们甚至根本没把这只机器猫当成动物。
在一个上午的时间里,我拍摄了各种宠物与机器猫相遇的场景。首先是我们家经历过疫情的兔子,它对机器猫完全不感兴趣,最后我积累了一堆无聊的镜头。但TikTok是一个青睐短视频的平台,所以我最终还是有足够的素材剪出几个片段,让它看起来像是兔子和猫在互动。
这次尝试很成功,于是我决定将实验扩展到其他宠物,看看它们如何与机器猫互动。我的筛选标准有两个:1)我认识的住在附近且有宠物的人;2)我是否与他们有足够的交情,能请他们让我拍摄宠物与机器猫互动的TikTok视频。根据这些标准,我的TikTok动态里出现了两段兔子、三段猫和两段狗与机器猫互动的视频。
我还差点有机会拍到一只仓鼠,但仓鼠主人的母亲正试图让她9岁的孩子远离TikTok,她认为很难从教育角度解释为什么仓鼠可以出现在TikTok上,而孩子却不行。这太有道理了,我简直无法反驳。而且老实说,到我准备拍摄仓鼠时,我已经对拍摄宠物与机器猫互动的视频有点厌倦了,虽然TikTok宣传说这地方能让人上瘾,天天刷个不停。
▷图:Ericka Johnson的兔子和机器猫。图源:Nautilus
现在,你可能想知道,这一切与护理机器人的科学研究有什么关系。请耐心听我解释……
首先,一个明显的观察是,海豹幼崽机器人和机器猫的设计符合人类的感知和理解世界的方式,而动物的感知方式可能与此大相径庭。坦白说,这些机器动物并未引起孩子们的多大兴趣,大多数接触过它们的成年人也兴致寥寥,但至少人类能一眼看出它们是机器海豹和机器猫,没有人会质疑这些机器人试图模仿的是哪种动物。
但恕我直言,宠物们甚至根本没把它们认作是自己的“同类”。为了捕捉几秒钟的“互动”镜头,我在每只宠物身上拍摄了大量的无互动画面,然后将寥寥数秒的“互动”片段剪辑下来,然后配上音乐上传。甚至——让我揭露“黑暗的”行业内幕——有时我不得不把宠物食品藏在机器猫的耳朵或爪子下,才能拍到这些“互动”片段,这印证了那句格言:“不要相信你在社交媒体上看到的一切。”
我决定不仅在TikTok上,更要在认知层面中理解机器猫与宠物的互动,于是我查阅了动物与机器人互动(Animal–Robot Interaction,ARI)的文献。让我惊讶的是,其中的一些研究问题和方法,与我在许多探讨情感和人类-机器人关系的人机交互(Human–Robot Interaction,HRI)文献中遇到的非常相似。
如果要对该领域做一个全面概括,那么“可理解性”(intelligibility)就是ARI和HRI共享的一个核心概念。为了使动物与机器动物的互动有效,机器动物必须能够解读动物的想法、感受和行为,而动物也必须能够理解机器动物向它发出的信号[2]。
当然,这并不等同于让动物相信机器动物是同类,就像人类要与人形机器人互动不需要先相信它们是人类一样。在许多HRI研究中,人们假定可以暂时放下“相信”(belief)这一前提,设计者并不会去考虑要让用户先相信“机器人是真人”。但在ARI中,动物和机器动物双方发出的信号都需要具备可理解性。从某种意义上说,这与HRI的基础认知并没有太大区别,这也强化了许多人文和环境领域的论断,即从分析的角度来看,人类应该被视为一种动物,而我们在人类和动物之间做出的区分是启蒙运动、现代主义或殖民主义的过时(且危险)残余影响。
机器人想象(Robotic imaginaries),即我们对机器人是什么以及它们可能做什么的设想,同样存在于ARI中[3]。有一项研究制造了“煽动者”机器蟑螂,它能通过扮演"煽动者(agent provocateur)"的角色,从内部调控群体决策[4]。试想,身边的蟑螂正被由人操控的伪装成同类的机器人煽动行事,这实在让我无比恐惧。
▷图:“煽动者”蟑螂机器人(中,白色正方形机器)。研究人员通过涂抹蟑螂信息素使其成功得到蟑螂群体的信任。图源:J. Halloy et al. ,Social Integration of Robots into Groups of Cockroaches to Control Self-Organized Choices. Science 318, 1155 – 1158 (2007). DOI: 10.1126/science.1144259
ARI领域的另一种机器人想象是通过在大量动物体内植入机器人设备来试图大规模操纵动物[5]。例如,有研究通过一种用振动和热量调控蜂巢环境的机器人设备来引导蜜蜂个体和群体层面的行为。这让我意识到,帕罗和机器猫确实都会发生振动,虽然只是机械作用,不是有意为之。但它们都不会散发热量。那么,释放热量会帮助邻居的宠物理解它们吗?与帕罗和机器猫互动的人类会希望它们散发热量吗?
还有一项关于鱼类的研究,通过植入鱼群(多为斑马鱼)的机器鱼传递运动信号(movement cues),试图使鱼群根据机器鱼指令改变集群游动模式[6];还有与家鸡互动的机器鸡,通过视觉和听觉信号观察鸡群,调控其行为,包括产生印刻*[7];还有研究表明,大鼠经过训练可以跟随机器鼠[8]。
许多这些实验的最终结果是动物有可观察到的行为反应,不过最终目标是让机器人被动物群体从行为层面接纳为自然成员,并实现双向功能协调,这称为“生物接受”(bioacceptance)。这一区别在HRI中也有类似之处,比如当一个人被人形机器人指挥时,他会按照机器人的指示去做,而不是将机器人视为同伴。
*印刻(imprinting):指特定物种的幼年个体在生命早期阶段快速形成对某一移动物体的识别与跟随反应,并将其识别为“母亲”或依附对象的一种先天性学习行为。
为什么我们要研究(和操控)动物与机器动物的关系?原因有很多,从利用机器人在军事和“安防”场景中控制动物(我写到这里时,对蟑螂的想象再次让我感到不适),到在工业规模的农业实践中使用机器动物管控动物(并改善它们的生活),再到通过监测偷猎来帮助保护濒危野生动物的构想。与研究和开发人机关系的原因一样,进行动物与机器动物互动实验的社会影响和预期影响差异巨大。
▷图:机器鱼(上)与机器鸡(下)。图源:Nautilus
这些可能的场景很多仍属遥远未来,因此将它们视为机器人想象也是有道理的。有时这种想象会暗示,机器动物可能会使设计动物行为的受控实验更加容易,尤其是涉及动物的社会行为时[9]。有了机器人,研究人员至少可以控制互动关系中的一个要素[10],这既是“控制变量”,也是对动物的实际控制。
仅仅因为大鼠可以学会跟随机器鼠,并不意味着它们就认为机器鼠是同类。
控制动物是ARI的一个分支领域,使用的是动物的半机械版本。虽然ARI研究中使用的大多数机器动物是常规的独立个体,但其中一些实际上是将机器组件整合到动物体内,用电子器件控制动物的神经系统[11]、肌肉[12]或触角[13],从而在蟑螂、甲虫、蜥蜴、大鼠、鸽子等动物中产生所谓的半机械或生物混合生物体。
例如,研究人员在大鼠的大脑中植入了一个语音翻译模块[14],该模块会在大鼠大脑中产生电刺激,将人类语音命令转化为电子信号,从而控制其运动。更简化的版本也在鲤鱼身上进行过尝试[15]。除了将这些类型的机器动物用于动物行为实验外,一些人设想,这些生物混合生物体还可以用于其他人类期望的目的,例如生成移动传感器网络,用于环境监测或寻找幸存者等任务。在一些研究中,这些半机械体的军事用途也很明显。
在许多方面,ARI研究的理由可能与我们对人类护理机器人的设想相差不远。有人认为,护理机器人可以通过确保能保障人类(尤其是老年人)在家中或护理环境中的安全、管理药物与食物摄入、引导有益锻炼,甚至充当社交伴侣。然而,在ARI和HRI中,我们将发现,人与机器人的互动过程和了解他们因此产生的真实感受,是如此不同。
不过,除了生物混合体或半机械机器人外,独立机器人也经常被用来尝试与动物交流或向动物发送信号。这一思考可能有助于解答为什么宠物对机器动物兴致寥寥。
与我观察到的机器猫与邻居宠物的互动不同,确实有能吸引动物的动物-机器互动。机器动物的运动可以引导雀科鸟类模仿机器雀的觅食动作[16],表现出可以被解释为镜像的行为,类似人类对话交流时的互动模式。温度可以用来诱导小鸡对机器动物产生印刻和依恋[17]。这能被解释为亲和力或者是爱吗?机器动物还可以将鸭子赶到特定的方向[18],这或许能被拟人化解读为恐惧?其他研究则观察了当机器人模仿人类的语言或动作时(语言似乎效果更好),狗与机器人互动的情况[19]。
在我阅读的许多动物与机器动物互动的研究中,机器动物的动作似乎是一个优先研究领域。有时这些信号在实验中还与音频或声音信号配对,这让我质疑,依赖视觉感知的运动信号(如扩张和收缩的声囊)和音频信号(发自这里的声音/与之相关的声音)之间的区别,更多是我们作为人类研究人员做出的区分,还是接收信号的两栖动物做出的区分?
机器人运动也是人机交互研究的一个子领域,侧重于研究机器人如何被人类感知。在这里,我们发现了类似的问题和目标,比如通过以不同方式改善机器人的触觉交互设计来提高陪伴机器宠物的实用性和接受度,尤其是旨在建立信任和同理心的情况下。由此可见,我们对机器人如何与我们交流的构想,与它们如何与非人类交流的想象之间存在相似之处。例如,关于人类对机器臂运动反应的研究,测试了运动风格的细微变化对可接受度的重要影响。由此推论,如果机器海豹或机器猫的动作更像真实的海豹或猫,它们可能会以不同的方式吸引到真实的宠物。
然而,该领域最近的一篇综述指出,仅仅因为大鼠可以学会跟随机器鼠,并不意味着它们认为机器鼠是同类。我们可以观察动物的行为,但要解释这种行为背后的认知和情感是完全不同的问题。当动物接收和解释信号时,它们的真实感受无法确知,只能强加推断。
▷图:机器鼠。大鼠可能会学会跟随它,容纳它进入大鼠的社交圈,但这并不一定说明大鼠认为机器鼠是它们的同类。图源:rockingrobots
可以说,如果真能了解我所拍摄宠物的情感世界,这将是巨大的飞跃(当然,这一步最好留给那些对实施拟人化或认识论跳跃没有理论顾虑的孩子,比如那个6岁的孩子和他的猫)。
但我能注意到,我在TikTok上发布的视频确实引起了人类观众的强烈情感反应。有相当多的人对我发布的视频发表了情感评论(TikTok上的“点赞”)。我很快就有了1000多名粉丝,而且每条视频上传后一小时内,就会有数百人观看,其中有数十人会点个赞。这让我感觉自己像个TikTok明星!当然,直到我意识到真正的网红会有多少粉丝,我感觉自己像个有奇怪TikTok账号的中年学者。
然而,不知何故,在我对这些TikTok视频能产生什么效果的不切实际的期待中,我曾希望能够引发一场关于机器人的讨论,并由此引申到我们的机器人想象,以及宠物与机器动物之间可见或不可见的关系。我原以为我能收到大量的回应,形成宝贵而丰富的文本素材,揭示人类对此关系的感受,从而提炼出关于机器人、人类、非人类乃至超人类之间关系的新颖洞见。
但我错了。
我发布的那些短视频(有的甚至提出了“兔子在想什么?”或“这是爱吗?”之类的问题)总共只收到了六条评论(截止撰稿时),其中五条是一连串的开心表情符号,另一条则是关于其中一只猫的归属问题。当然,这更多揭示了关于TikTok平台(以及指向我所发内容的那部分用户),而不是机器动物与宠物的关系实质。但无论如何,我的努力没有产生可以用来讨论我们或宠物如何看待机器动物与宠物关系的实证材料。
阅读关于动物和机器人的研究时,我对机器动物与动物(尤其是宠物)互动的想法产生了一些不适。当阅读到那些讨论使用机器动物操纵大量动物(鱼、鸟、昆虫)的文章中,机器动物显然有可能被武器化,甚至只是实现更简单的工业捕鱼实践,这都让我感到不安和悲伤。而关于在大鼠和鱼的大脑中植入电子设备的讨论,更令我对此研究中动物利用的伦理问题深感不适。
但也许最让我心神不宁的是那些用狗做机器人实验的文章,那些试图测试狗对机器人呼唤的响应是否优于人类参与指令链时的表现。当我读到这些研究时,我感到厌恶、悲伤和不安。狗已经被训练成人类的伴侣,对我们做出反应。但我们却在逼迫犬只以相同的方式对机器人作出反应,这令我感到……很悲伤?不忠?不道德?虐待?就像狐狸会建议小王子不要做的事?
我又想到,如果我要把年迈的母亲留给一个机器陪伴,即使是一个她认为的柔软的、会打呼噜的机器猫,我内心会作何感想。
是的,我想我会感到不安。
https://nautil.us/i-bought-a-robot-cat-for-my-rabbit-1213169/
1.http://www.parorobots.com/
2.Mondada, Francesco, et al. "A general methodology for the control of mixed natural-artificial societies." Handbook of collective robotics (2013): 547-586.
3.The Robotic Imaginary The Human and the Price of Dehumanized Labor, Jennifer Rhee
4.Halloy, José, et al. "Social integration of robots into groups of cockroaches to control self-organized choices." Science 318.5853 (2007): 1155-1158.
5.Ilgün, Asya, et al. "Bio-hybrid systems for ecosystem level effects." Artificial Life Conference Proceedings 33. Vol. 2021. No. 1. One Rogers Street, Cambridge, MA 02142-1209, USA journals-info@ mit. edu: MIT Press, 2021.
6.Bonnet, Frank, et al. "Closed-loop interactions between a shoal of zebrafish and a group of robotic fish in a circular corridor." Swarm Intelligence 12 (2018): 227-244.
7.Gribovskiy, Alexey, et al. "The PoulBot: a mobile robot for ethological studies on domestic chickens." AI inspired Biology 62 (2010).
8.Research: A step towards natural interaction between robots and animals, written by Pieter Werner, 4 November 2021
9.Landgraf, Tim, et al. "Animal-in-the-loop: using interactive robotic conspecifics to study social behavior in animal groups." Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems 4.1 (2021): 487-507.
10.Romano, Donato, et al. "A review on animal–robot interaction: from bio-hybrid organisms to mixed societies." Biological cybernetics 113 (2019): 201-225.
11.Yu, Yipeng, et al. "Intelligence-augmented rat cyborgs in maze solving." PloS one 11.2 (2016): e0147754.
12.Zhang, Chao, et al. "Fuzzy-controlled living insect legged actuator." Sensors and Actuators A: Physical 242 (2016): 182-194.
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14.Romano, Donato, et al. "A review on animal–robot interaction: from bio-hybrid organisms to mixed societies." Biological cybernetics 113 (2019): 201-225.
15.Peng, Yong, et al. "Study on the control of biological behavior on carp induced by electrophysiological stimulation in the corpus cerebelli." Proceedings of 2011 International Conference on Electronic & Mechanical Engineering and Information Technology. Vol. 1. IEEE, 2011.
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17.Jolly, Lucile, et al. "Animal-to-robot social attachment: initial requisites in a gallinaceous bird." Bioinspiration & biomimetics 11.1 (2016): 016007.
18.https://www.researchgate.net/publication/2620993_Experiments_in_Automatic_Ock_Control
19.Morovitz, Maretta, Megan Mueller, and Matthias Scheutz. "Animal-robot interaction: The role of human likeness on the success of dog-robot interactions." Proceedings of the 1st International Workshop on Vocal Interactivity in-and-between Humans, Animals and Robots (VIHAR), London, UK. 2017.
20.I Bought a Robot Cat for My Rabbit, A TikTok experiment led me into a strange world of cyborg cockroaches, imposter fish, and the ethics of care, BY ERICKA JOHNSON, May 23, 2025
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