如何测量轮流发言,才能公平比较人类与动物的交流时机?

研究人员如何为人类和动物交流中的轮流发言计时,以便对两者进行公平比较。

直接答案

要比较人类和动物的轮流发言,就要在两者身上测量同一件具体的事:一方信号中有意义的部分与另一方回应中有意义的部分之间的时间差,以及这些信号重叠的频率。在一项对手语对话的研究中,研究人员从一个手语符号的“核心动作”(stroke,即承载词汇意义的部分)开始计时,测量黑猩猩和人类轮流发言的间隔,并单独统计重叠情况[2]。这样就得到了一把共同的尺子:可比信号点之间的延迟,以及重叠率,而不是凭模糊印象判断谁在什么时候说话。

5篇文献引用

本文由 WisPaper 驱动的搜索和论文分析生成。

为什么应以信号中有意义的那一刻作为计时锚点

一次轮流发言并不是一个瞬间。一个手语符号和口语单词一样,会随时间展开:黑猩猩研究把每个轮次拆分为准备、核心动作、保持和收回四个阶段,其中核心动作承载词汇意义[2]。如果从整个动作的起点开始计时,就会把不传递信息的起势和收尾也算进去,两个动作风格不同的物种就会显得人为地不同。以核心动作为锚点,就能对双方提出同一个问题:一个有意义信号出现后,隔多久下一个有意义信号才开始?

同样的逻辑也适用于重叠。黑猩猩研究预测并发现,重叠在核心动作阶段较少发生,在其他阶段更可能发生,而且两只黑猩猩都显著避免在人类伙伴处于核心动作中途时打手语[2]。这是一种结构性测量——看重叠落在信号的哪个位置——而不只是总数。它能告诉你,双方是否在保护彼此轮次中有意义的部分;即使信号本身不同,这也是一个可以跨物种进行的比较。

同时报告延迟和重叠率

黑猩猩研究报告了两个互补的数字。黑猩猩的核心动作到核心动作平均延迟约为623毫秒,人类约为1,135毫秒,这一差异在统计上不显著[2]。另外,黑猩猩的重叠率为28.75%,人类为18.46%[2]。两者都报告很重要,因为它们回答的是不同问题:延迟描述轮次之间的典型间隔,重叠率描述轮次相撞的频率。一个物种可能在平均延迟上与另一个物种相当,但打断对方的频率却不同。

这项研究还说明,只看平均值可能产生误导。两只黑猩猩差异明显:Tatu平均约423毫秒,反应范围非常宽;Moja平均约1,165毫秒,范围较窄[2]。如果只报告一个物种层面的平均值,就会掩盖这一点。在报告平均值的同时报告个体范围,才能让比较保持诚实,尤其是在参与者数量很少的情况下。

计时之前先确定什么算一个轮次

只有先定义好单位,计时才具有可比性。在这项黑猩猩研究中,研究人员用ELAN软件从档案视频数据库中标注轮次,涵盖两只交叉抚育的黑猩猩与其人类照护者之间的256次美国手语轮次转换[2]。准备、核心动作、保持、收回这套标注方案对两个物种都适用,这才使计时数字可以直接比较,而不是把两套分别进行的测量拼在一起。

人机交互研究则从另一个方向处理同一问题。有一个系统用简单的LED显示屏向人提示轮流发言的时机,然后测量反应时间,看这种提示如何影响交流[1]。这是对人为控制的时机信号测量反应延迟,有助于确定轮流发言对时机提示有多敏感——但它测量的是人对机器人显示的反应,而不是同伴之间的自然对话。因此,与动物计时的比较较为宽松:机器人研究校准的是人类如何对时机提示作出反应,而黑猩猩研究测量的是真实手语交流中的自发时机[1][2]。

这些时机模式可能反映什么,又不能说明什么

黑猩猩的发现与“一次只进行一个”的原则相符:双方倾向于避免同时发出有意义的信号,而保持阶段则成为可能发生重叠的空间,这与人类手语对话颇为相似[2]。这是对结构性时机的描述,并不能证明存在共同的内在机制。一篇综述哺乳动物轮流发言的论文提出,人类轮流发言和二重唱的神경科学可以启发动物研究,并指出其中涉及的时间尺度很短是一个核心特征[4]。这是关于该往哪里看的提议,而不是已经证明的因果关系。

计算研究为“预期”提供了另一个角度。在两个语音模型实例之间模拟的全双工对话中,内部状态携带的信息支持提前预测轮流发言;在无噪声条件下,表征同步在接近零延迟处达到峰值,并随噪声增加而下降[5]。这些是模型对模型的模拟,不是人类或动物对话,因此它们说明的是在受控系统中如何测量预期性时机,而不是黑猩猩或人实际上如何为轮次计时。谨慎使用的话,这类方法提示了第三个可测量的量——伙伴的内部状态能提前多久预期下一轮——原则上也可以在生物系统中探测。

本文引用的文献

1

人机交互中轮流发言的时机分析与视觉提示效果

一个人机系统用LED显示屏提示轮流发言的时机,并测量参与者的反应时间,以检验反应时间如何影响交流。

2

黑猩猩与人类手语对话中的轮流发言

按动作阶段对256次美国手语轮次转换计时后发现,黑猩猩与人类的核心动作到核心动作延迟没有显著差异(约623毫秒对1,135毫秒),黑猩猩重叠更多(28.75%对18.46%),而且两只黑猩猩都避免在人类伙伴的核心动作期间打手语。

3

人机交流中的组织序列、轮流发言与角色切换

对类人机器人Sophia的视频进行定性分析后发现,存在类似人类的相邻对和轮流发言,但机器人无法打断,因为它在回应前需要短暂的沉默。

4

大脑半球间交流与哺乳动物轮流发言的演化

一篇综述认为,人类关于轮流发言和二重唱的神경科学可以启发动物研究,并强调精确轮流发言涉及的时间尺度很短。

5

全双工语音对话模型中的同步与轮流发言

在两个语音模型实例之间模拟的全双工对话中,无噪声时表征同步在接近零延迟处达到峰值,并随噪声增加而下降;内部状态编码了预期信息,支持提前预测轮流发言。