人工代理和机器人能为研究人类与动物的声音互动提供什么帮助?

机器人和人工代理如何作为工具,用于研究人类与动物的声音互动,以及它们的局限揭示了什么。

直接答案

人工代理和机器人主要通过两种方式帮助研究声音互动:一是作为受控的实验伙伴,研究者可以设计和改变其语音与行为;二是作为压力测试,暴露出我们对声音交流基本规则的理解有多么有限。当机器人被赋予声音时,与人的对话往往生硬、单向且短暂[2]——而这种失败本身就有信息价值,它指向的是互动原则的缺失,而不只是用户不熟悉。

5篇文献引用

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为什么机器人是有用的实验伙伴

机器人是一个可以拆开再重建的对话伙伴。研究者能精确决定它怎么说话、何时回应、长什么样,然后观察人或动物如何反应。正是这种可控性让人工代理对研究声音互动很有价值:研究者可以让某些特征保持不变,只改变另一些特征,而这在人类或动物伙伴身上很难做到。

近期研究已将这一思路付诸实践。一个系统把生成式AI文本聊天机器人与社交机器人结合,构建出一套语音互动方案,随后检验其实时运行效果和计算需求,最后让23名用户与机器人对话并评价交流质量[3]。重点不只是造一个更好的机器人,而是把机器人当作测试平台,让声音互动本身可以被测量。

生硬的机器人对话揭示了哪些缺失的规则

仅仅给机器人一个声音,并不能让对话流畅进行。用户常常不知道该怎么和它说话、什么时候说,结果交流往往生硬、单向且短暂[2]。人们很容易归咎于不熟悉——觉得人只是需要时间适应机器人,机器人只是需要更多训练数据。但这一观点认为,失败指向更深层的问题:缺少支撑一般声音互动的基本原则(先验),而不只是与机器说话时才缺[2]。

支持这一看法的一项证据是规模。当代口语语言系统所需的训练数据集比幼儿接触到的数据大好几个数量级,这提示机器缺少了某种让人类学习如此高效的东西[2]。该论文是一篇立场文章,因此这是一个关于哪里需要理论洞见的论证,而非已被证明的因果;不过,它把机器人对话失败重新定位为一扇窗口,让我们看到关于互动本身的未解问题。

把机器人语音设计成变量,而非固定特征

人类语音变化极大——在声音、节奏、用词和措辞上都是如此——而合成的机器人语音在很大程度上缺乏这种变异性[5]。在儿童—机器人互动研究中,语音设计受到的关注少于机器人的外观或多模态特征,尽管语音对学习和社会联结至关重要[5]。把变异性当作设计工具,机器人就成了一种提问方式:哪些变化真正有助于理解、参与和语言学习,在哪个发育阶段、在什么情境下[5]。

这项工作也指出了此类实验必须面对的张力:模拟类似人类的动态变异性在技术上很难;变异性可能既帮助又妨碍学习和信任;类似人类的数字语音有欺骗风险,而独特的机器人语音变体可能有助于透明性[5]。这些是对研究的设计和伦理约束,不是已有定论的研究发现。

把问题扩展到人类伙伴之外

同样的逻辑可以延伸到动物。社交机器人可以通过显示屏或声音进行互动和交流,实验已经考察了狗如何接触这类机器人,包括通过声音交流[4]。研究动物对机器人声音的反应,提供了一种探查无法被指示或访谈的物种的声音互动的方式,不过这里报告的研究发现有限,应视为起点,而非关于动物—机器人交流的广泛结论[4]。

把人类、动物和机器人纳入同一个研究框架,本身就是贡献的一部分:有一个专门的系列工作坊,主题正是人类、动物和机器人之间及内部的声音互动[1]。这种框架很重要,因为它不把人工代理当作自然对话者的替代品,而是当作一种共享工具,用来比较声音交流在非常不同的参与者之间如何运作[1]。

本文引用的文献

1

第四届人类、动物与机器人之间及内部声音互动国际工作坊论文集

一个工作坊论文集系列专门探讨人类、动物与机器人之间及内部的声音互动,把人工代理定位为共享研究领域的一部分。

2

(声音)互动的先验何去何从?

给机器人一个声音并不能产生自然对话——交流往往生硬、单向且短暂——论文认为这反映了普遍支撑声音互动的基本原则(先验)的缺失,部分证据是口语语言系统需要的训练数据远多于幼儿。

3

生成式人工智能在社交机器人中的整合:下一代人机互动的技术与社会评估

将生成式AI聊天机器人与社交机器人整合,构建语音互动方案,对其实时使用和计算负担进行技术评估,并由23名用户通过问卷调查评价互动质量。

4

社交机器人与动物相遇的研究

通过实验考察社交机器人与动物(尤其是狗)的相遇,研究了包括声音在内的交流,主要报告的发现在于与机器人不熟悉的狗。

5

机器人语音:变异性对儿童—机器人互动为何重要

合成机器人语音缺乏人类语音在说话者内部和说话者之间的变异性,论文主张应把变异性作为设计工具来研究,同时权衡可行性、可取性和伦理,尤其是对儿童—机器人互动而言。