Gruselige Roboter und das seltsame Phänomen des Uncanny Valley: Definition, Geschichte, Beispiele und wie man es vermeidet
In seinem bahnbrechenden Aufsatz für die japanische Zeitschrift Energy schrieb Mori:
Ich habe bemerkt, dass, wenn wir uns dem Ziel nähern, Roboter menschlich erscheinen zu lassen, unsere Affinität zu ihnen zunimmt, bis wir in ein Tal kommen, das ich das unheimliche Tal nenne.
Später im Essay beschreibt Mori das unheimliche Tal anhand eines Beispiels – den ersten Handprothesen:
Man könnte sagen, dass die Handprothese einen gewissen Grad an Ähnlichkeit mit der menschlichen Form erreicht hat, vielleicht auf einer Stufe mit falschen Zähnen. Wenn wir jedoch erkennen, dass die Hand, die auf den ersten Blick echt aussah, in Wirklichkeit künstlich ist, erleben wir ein unheimliches Gefühl. Zum Beispiel könnten wir bei einem Händedruck durch den schlaffen, knochenlosen Griff zusammen mit der Beschaffenheit und der Kälte der Hand erschrecken. Wenn das passiert, verlieren wir das Gefühl der Verbundenheit und die Hand wird unheimlich.
In einem Interview mit IEEE Spectrum erklärte Mori, wie er auf die Idee des Unheimlichen Tals kam:
„Seit ich ein Kind war, habe ich es nie gemocht, Wachsfiguren anzusehen. Sie sahen für mich irgendwie gruselig aus. Zu dieser Zeit wurden elektronische Handprothesen entwickelt, die in mir das gleiche Gefühl auslösten. Diese Erfahrungen hatten mich dazu gebracht, über Roboter im Allgemeinen nachzudenken, was mich dazu brachte, diesen Aufsatz zu schreiben. Das Unheimliche Tal war meine Intuition. Es war eine meiner Ideen.“
Uncanny Valley Beispiele
Um besser zu veranschaulichen, wie das unheimliche Tal funktioniert, sind hier einige Beispiele des Phänomens. Bereiten Sie sich darauf vor, ausgeflippt zu werden.
1. Telenoid
Der Telenoid ist ein Kommunikationsroboter, der vom japanischen Robotiker Hiroshi Ishiguro entwickelt wurde und den ersten Platz in der „gruseligsten“ Rangliste des IEEE Spectrum Robots Guide belegt. Sein kahler Kopf, das leblose Gesicht und das Fehlen von Gliedmaßen lassen ihn eher außerirdisch als menschlich erscheinen.
2. Diego-san
Ingenieure und Robotiker am Machine Perception Lab der University of California San Diego haben dieses Roboter-Baby entwickelt, um Eltern zu helfen, besser mit ihren Kleinkindern zu kommunizieren. Mit einer Größe von 1,2 Metern und einem Gewicht von 30 Kilogramm ist Diego-san ein großes Baby – größer als ein durchschnittliches einjähriges Kind.
„Obwohl die Mimik bei diesem Baby-Roboter ausgeklügelt und intuitiv ist, nehme ich immer noch ein falsches Lächeln wahr, wenn ich erwarte, dass das Baby glücklich wirkt“, sagt Angela Tinwell, Dozentin an der Universität von Bolton in Großbritannien und Autorin des Buches The Uncanny Valley in Games and Animation. „Dies, zusammen mit einem Mangel an Details in den Augen und auf der Stirn, kann das Baby leer und gruselig erscheinen lassen, also würde ich diese ‚toten Augen‘ eher vermeiden wollen, als mit Diego-san zu interagieren.“
3. Geminoid HI
Eine weitere Schöpfung Ishiguros, Geminoid HI, ist seine Androiden-Replik. Er hat sogar Haare von seiner eigenen Kopfhaut genommen, um sie auf seinen Roboter-Zwilling zu setzen. Ishiguro sagt, er habe Geminoid HI geschaffen, um besser zu verstehen, was es bedeutet, ein Mensch zu sein.
4. Sophia
Der von David Hanson von Hanson Robotics entworfene Sophia ist einer der bekanntesten humanoiden Roboter. Wie AVA von Soul Machines zeigt Sophia eine Reihe von emotionalen Ausdrücken und ist mit Funktionen zur Verarbeitung natürlicher Sprache ausgestattet.
5. Anthropomorphisierte Felinen
Das Unheimliche Tal tritt nicht nur bei Robotern auf, die eine menschliche Gestalt annehmen. Die 2019er Live-Action-Versionen des Animationsfilms Der König der Löwen und des Musicals Cats brachten das Unheimliche Tal in den Fokus der Popkultur. Für einige Fans waren die fotorealistischen Computeranimationen von sprechenden Löwen und singenden Katzen, die menschliche Bewegungen nachahmen, einfach nur gruselig.
Fühlen Sie schon dieses unheimliche Gefühl?
Uncanny Valley: Wissenschaft oder Pseudowissenschaft?
Trotz unserer anhaltenden Faszination für das Unheimliche Tal ist seine Gültigkeit als wissenschaftliches Konzept stark umstritten. Das Unheimliche Tal wurde eigentlich nicht als wissenschaftliches Konzept vorgeschlagen, dennoch wird es oft in diesem Licht kritisiert.
Mori selbst sagte in seinem IEEE Spectrum Interview, dass er das Konzept nicht aus einer strengen wissenschaftlichen Perspektive erforscht hat, sondern eher als eine Richtlinie für Roboterdesigner:
Das Aufzeigen der Existenz des unheimlichen Tals war eher ein Ratschlag von mir an Leute, die Roboter entwerfen, als eine wissenschaftliche Aussage.
Karl MacDorman, ein außerordentlicher Professor für Mensch-Computer-Interaktion an der Indiana University, der sich seit langem mit dem unheimlichen Tal beschäftigt, interpretiert den klassischen Graphen nicht als Ausdruck von Moris Theorie, sondern als eine Heuristik zum Erlernen des Konzepts und zur Organisation von Beobachtungen.
„Ich glaube, dass seine Theorie stattdessen durch seine Beispiele ausgedrückt wird, die zeigen, dass eine Unstimmigkeit in der menschlichen Ähnlichkeit von Aussehen und Berührung oder Aussehen und Bewegung ein Gefühl von Unheimlichkeit hervorrufen kann“, sagt MacDorman. „In meinen eigenen Experimenten habe ich diesen Effekt innerhalb und über Sinnesmodalitäten hinweg konsistent reproduziert. Zum Beispiel erhöht eine Unstimmigkeit im menschlichen Realismus der Gesichtszüge die Unheimlichkeit; ein Roboter mit einer menschlichen Stimme oder ein Mensch mit einer Roboterstimme ist unheimlich.“
How to Avoid the Uncanny Valley
Wenn Sie nicht beabsichtigen, gruselige Charaktere zu schaffen oder ein Gefühl des Unbehagens hervorzurufen, können Sie bestimmte Designprinzipien befolgen, um das unheimliche Tal zu vermeiden. „Der Effekt kann reduziert werden, indem man keine Roboter oder computeranimierten Charaktere erstellt, die Merkmale auf verschiedenen Seiten einer Grenze kombinieren – zum Beispiel menschlich und nicht-menschlich, lebendig und nicht-lebendig oder real und künstlich“, sagt MacDorman.
Um einen Roboter oder Avatar realistischer zu machen und ihn über das Tal hinaus zu bewegen, sagt Tinwell, dass man sicherstellen sollte, dass die Gesichtsausdrücke eines Charakters mit den emotionalen Tönen seiner Sprache übereinstimmen, und dass seine Körperbewegungen reaktionsfähig sind und seinen hypothetischen emotionalen Zustand widerspiegeln. Besondere Aufmerksamkeit muss auch den Gesichtselementen wie Stirn, Augen und Mund gewidmet werden, die die Komplexität von Emotionen und Gedanken darstellen. „Der Mund muss korrekt modelliert und animiert werden, damit die Figur nicht aggressiv wirkt oder ein ‚falsches Lächeln‘ zeigt, wenn sie eigentlich glücklich sein sollte“, sagt sie.
Für Christoph Bartneck, außerordentlicher Professor an der University of Canterbury in Neuseeland, ist es nicht das Ziel, das Unheimliche Tal zu vermeiden, sondern schlechte Charakteranimationen oder Verhaltensweisen zu vermeiden, und er betont, wie wichtig es ist, das Aussehen eines Roboters mit seinen Fähigkeiten abzustimmen. „Wir sind darauf trainiert, schon die kleinste Abweichung von ’normalen‘ menschlichen Bewegungen oder Verhaltensweisen zu erkennen“, sagt er. „Daher scheitern wir oft daran, sehr realistische, menschenähnliche Charaktere zu erschaffen.“
Aber er warnt, dass das unheimliche Tal eher eine unheimliche Klippe zu sein scheint. „Wir finden, dass die Sympathie zunimmt und dann abstürzt, sobald Roboter menschenähnlich werden“, sagt er. „Aber wir haben nie beobachtet, dass sie jemals aus dem Tal herauskommen. Sie fallen ab und das war’s.“