從認知發展機器人學 (Cognitive Developmental Robotics, CDR) 的脈絡來看,石黑浩教授的人形機器人研發歷程不僅是工程技術的突破,更是一種**「合成方法」 (Synthetic Approach)** 的實踐,旨在透過建構機器人的過程,驗證有關人類認知、意識與社會互動的科學假設。
以下結合來源資料,說明其發展歷程、背後的 CDR 邏輯以及具體的機器人案例:
一、 核心哲學:透過「建構」來理解人類
CDR 的核心理念是**「物理實體具現」 (Physical Embodiment),主張智能源於身體與環境的互動。石黑浩將機器人視為一種研究人類的工具,他的發展動力源於一個根本問題:「人是什麼?」**。
- 假設驗證:在 CDR 框架下,研究者根據對人類認知功能的假設來設計機器人。如果機器人表現得極度像人,則代表該設計反映了我們對人類的正確理解。
- 身體形塑大腦 (Body Shapes Brain):他強調機器人的物理結構(如仿生肌肉)對於產生擬人化的行為至關重要,這呼應了 CDR 認為身體結構會影響資訊處理與認知發展的觀點。
二、 發展歷程與實際案例
石黑浩的研發歷程可分為幾個關鍵階段,每個階段都對應到不同的認知科學目標:
1. 模仿生物肌肉與潛意識行為 (早期擬人階段)
為了克服傳統馬達動作僵硬的問題,石黑浩採用了氣動執行器 (Pneumatic Actuators) 來模擬人類肌肉的柔順性。
- 機器人案例:女性 Android (2004年):這台機器人模擬了人類的潛意識動作(如呼吸時肩膀的微動、眨眼等),研究發現這些微小的動作是讓人感到「生命感」的關鍵。
- 技術特點:使用高度敏感的仿生皮膚與複雜的機械設計,試圖跨越「不給力」的技術限制,追求極致的外觀擬真。
2. 探究「存在感」與「身體感」 (Geminoid 階段)
石黑浩開發了 Geminoid (雙子機器人),這是一種精確複製特定真人的機器人,旨在研究人類如何感知「存在」 (Presence)。
- 機器人案例:Geminoid HI-2 與 Geminoid-F:HI-2 是石黑浩本人的複製品,具備 50 個自由度。
- CDR 應用:透過遠端操作 (Teleoperation),操作者會產生「身體具現感」,即當機器人被觸碰或注射時,操作者會感覺到彷彿自己的身體也被觸碰。這驗證了人類大腦對身體邊界的認知具有高度的可塑性。
3. 極簡化設計與想像力的最大化 (Telenoid 階段)
在追求擬真的過程中,石黑浩發現過於具體的特徵(如性別、年齡)有時會限制互動。
- 機器人案例:Telenoid:外觀被設計為一種**「極簡的中性特徵」**。
- 認知科學邏輯:這種中性設計能最大化使用者的想像力。當老人與 Telenoid 對話時,他們會將心目中理想的形象投射在機器人身上,從而減少心理壓力,這對安寧病房或長照環境具有高度價值。
4. 自主互動與社會共生 (Erica 與 未來 Avatar 階段)
最新的階段轉向了具備自主對話能力的系統,並將目標鎖定在解決社會問題(如勞動力短缺)。
- 機器人案例:Erica:被視為目前最先進的自主對話安卓機器人,能透過 AI 識別對方的表情與語音,並獨立決定話題策略。
- 社會應用 (Avatar):石黑浩推動的 「Cybernetic Avatar」 (虛擬分身) 計畫,目標是讓人在 2050 年前能透過遠端操作多個機器人分身,打破物理身體、時間與空間的限制。
三、 發展歷程的科學價值總結
石黑浩的歷程完美體現了 CDR 的研究路徑:
- 從身體表徵到社會行為:早期專注於感官運動(肌肉與表情),後期專注於社會認知(對話、共同注意力與同理心)。
- 人機共生設計:他不只是在製造機器,是在建立一套與人類共生的新設計理論。
- 跨學科融合:他的研究讓理科的工程技術與文科的哲學(意識、自我)合而為一,將機器人視為研究人類本質的「畫布」。
譬喻: 石黑浩開發人形機器人的過程,就像是在拼湊一面名為「人類」的拼圖。他並非直接研究拼圖塊(細胞或神經),而是試著自己動手「複製」每一塊拼圖;當機器人能在社會中與人產生連結、讓人流淚、甚至讓人感覺它有靈魂時,那塊遺失的「人性的定義」便在建構的過程中顯現了出來。