Masahiro Mori, La valle perturbante (森 政弘 , 不気味の谷現象)

some new shots

Masahiro Mori

Bukimi no Tani Genshō

(不気味の谷現象)

 

 in Energy, 7(4), pp. 33-35, 1970  (trad. in inglese da Karl F. MacDorman e Takashi Minato, The uncanny valley)

Masahiro Mori (森 政弘 ,1927) è un ingegnere  studioso di robotica, noto per i suoi lavori sulla reazione emotiva dell’uomo verso entità non umane. Il suo primo lavoro in questo senso è stato Bukimi no Tani Genshō  (The Uncanny Valley) (1970), la “valle misteriosa” o perturbante, concetto mutuato da Ernest Jentsch e Sigmund Freud che lo avevano utilizzato a proposito dei racconti di E.T.A Hoffmann, in particolare L’uomo della sabbia. Secondo Mori, la sensazione di familiarità e piacevolezza generata da robot e automi antropomorfi cresce in proporzione alla somiglianza con l’uomo, fino a un punto in cui l’estremo realismo produce una reazione contraria, spiacevole e perturbante, che crea inquietudine e repulsione. Nel 1974 Mori pubblica Buddha nei robot: pensieri di un ingegnere robotico su scienza e religione, in cui riassume le sue riflessioni filosofiche e religiose sulla robotica. La nozione di perturbante (o termini equivalenti come spaesamento) viene utilizzata spesso in robotica,  nell’ animazione 3D,  nel genere fantastico-fantascientifico o anche nella critica d’arte e letteraria, come vedremo. Ovviamente, essendo l’articolo del 1970, esso ci serve qui come introduzione all’argomento, che aggiorneremo nei prossimi post. Va comunque tenuto presente che per più di 30 anni la teoria di Mori ha avuto scarsa risonanza, finchè nel 2005 Karl Mc Dorman, uno dei più noti ricercatori internazionali di robotica, non ha tradotto in inglese  e diffuso il testo qui presente. E’ quindi solo di recente che la teoria del perturbante è stata ripresa e approfondita.

La valle della familiarità

Ci sono funzioni matematiche della formula y = f (x)  per le quali il valore di y cresce (o decresce) continuamente col valore di x. Per esempio, come lo sforzo x cresce, cresce il risultato y, oppure quanto più l’acceleratore di un’auto viene premuto, tanto più l’auto corre più velocemente. Questo tipo di relazione è onnipresente e facile da comprendere. In effetti, essa copre la maggior parte dei fenomeni, così potremmo pensare che questa funzione rappresenti tutte le relazioni. Questo è il motivo per cui molte persone sono di solito confuse quando vengono messe di fronte ad alcuni fenomeni che essa non può rappresentare.

Scalare una montagna è un esempio di una funzione che non cresce in maniera continua: l’altitudine y  raggiunta da una persona non sempre cresce mentre decresce la distanza dalla cima, a causa dell’intervento di colline e valli. Mi sono accorto che, quanto più i robot assomigliano sempre più agli esseri umani, tanto più cresce con essi il nostro senso di familiarità, finchè arriviamo ad una valle. Chiamo questa relazione la “valle perturbante”.

Recentemente  sono stati introdotti molti robot industriali, e come sappiamo questi robot non hanno una faccia o delle gambe, solamente ruotano o estendono o contraggono le loro braccia, e non hanno alcuna rassomiglianza con gli esseri umani. Ovviamente le indicazioni per il design di questi tipi di robot si basano sulla funzionalità. Da questo punto di vista, i robot devono eseguire funzioni simili a quelle degli operai umani, ma il loro aspetto esteriore non viene contemplato. Se riportiamo questi robot industriali su un grafico della familiarità versus l’aspetto, essi si collocano vicino all’origine (v. Figura 1). Così essi hanno scarsa somiglianza con gli esseri umani, e in genere la gente non li trova familiari. Ma se il designer di un robot giocattolo dà importanza all’aspetto del robot piuttosto che alla sua funzione, il robot avrà un qualche aspetto umano, con una faccia, due braccia, due gambe, e un torso. Questo design consente ai bambini di divertirsi perché avvertono un senso di familiarità con il giocattolo umanoide. In questo modo il robot giocattolo si avvicina al vertice del primo picco.

Mori_Uncanny_Valley.svg

Naturalmente, gli esseri umani si collocano come obiettivo finale della robotica, questo è il motivo per il quale facciamo uno sforzo per costruire robot simili agli umani. Per esempio, le braccia di un robot possono essere composti da un cilindro di metallo con molti bulloni, ma per ottenere un aspetto più simile all’umano, coloriamo il metallo con tonalità di pelle. Questi sforzi cosmetici provocano una crescita corrispettiva del nostro senso di familiarità per i robot. Alcuni lettori possono aver provato simpatia per persone handicappate di loro conoscenza, che hanno un braccio o una gamba prostetica, una protesi,  per sostituire un’arto perduto. Ma di recente le mani prostetiche sono enormemente migliorate, e non possiamo distinguerle a prima vista da mani reali. Alcune mani prostetiche cercano di simulare vene, muscoli, tendini, unghie delle dita, impronte digitali, e i loro colori assomigliano alla pigmentazione umana. Così forse il braccio prostetico ha raggiunto un grado di verosimiglianza umana pari a quella dei falsi denti. Ma questo tipo di mano prostetica è molto reale e quando ci accorgiamo che è una protesi, abbiamo un senso di stranezza, di perturbazione. Quindi se stringiamo la mano, restiamo sorpresi dalla mancanza di morbidezza del tessuto e dalla temperatura fredda. In questo caso, non c’è più un senso di familiarità. E’ perturbante. In termini matematici, la sensazione di stranezza può essere rappresentata dalla familiarità negativa, dalla negazione della familiarità, quindi la mano prostetica si trova in fondo alla valle perturbante.  L’aspetto è abbastanza umano, ma la familiarità è negativa. Questa è la “valle perturbante”.

Repliee_Q2Non credo che una marionetta bunraku sia simile all’essere umano, ad una osservazione più ravvicinata. Il suo realismo in termini di dimensioni, pelle e così via, non si avvicina a quello di una mano prostetica. Ma quando ci divertiamo a teatro con uno spettacolo di marionette, siamo seduti lontano dalle marionette. Ignoriamo la loro vera dimensione, e il loro aspetto generale, inclusi i movimenti degli occhi e delle mani, è vicino a quello degli esseri umani. Quindi, benché il corpo delle marionette  non sia simile a quello degli esseri umani, sentiamo che essi sono simili per come si muovono. E’per questo motivo,  credo,  che la loro familiarità risulta molto elevata.

Da quanto detto sopra forse i lettori possono comprendere il concetto di “valle perturbante”. Adesso prenderò in considerazione la relazione fra il movimento e la “valle perturbante”.

Gli effetti del movimento

Per qualsiasi creatura, inclusi i robot, il movimento è generalmente un segno di vita. Come si vede in Figura 1, aggiungendo movimento cambia la configurazione della “valle perturbante” con l’esagerazione dei picchi e delle valli. Per il robot industriale, l’impatto del movimento è relativamente scarso, perché lo vediamo giusto come una macchina. Se smette di muoversi, smette soltanto di lavorare. Ma se viene programmato appropriatamente per generare movimenti simili agli esseri umani, possiamo trarre diletto da un qualche senso di familiarità.  Il movimento simile a quello umano richiede una somiglianza di velocità e accelerazione. Per converso, se aggiungiamo movimento ad una mano prostetica, che sta al fondo della valle del perturbante, la nostra sensazione di stranezza, di estraneità perturbante,  cresce in modo assai notevole. Alcuni lettori forse sanno che la tecnologia recente ha reso possibile alle dita prostetiche di muoversi automaticamente. Una mano prostetica disponibile commercialmente realizzata con la tecnica più avanzata è stata sviluppata a Vienna. Per spiegare come funziona, l’intenzione di muovere l’avambraccio, anche se mancante, produce corrente nei muscoli del braccio che può essere rilevato da un elettromiogramma. Quindi la mano prostetica rileva la corrente per mezzo di elettrodi e amplifica il segnale per attivare un piccolo motore nel braccio prostetico,  che fa muovere le dita. Questa mano può muoversi in un modo che provoca a persone sane una sensazione di disagio (turbamento). Se stringeste la mano di una donna con questa mano in un posto oscuro, la donna potrebbe restarne sconvolta!

Dal momento che questi effetti appaiono anche soltanto in un braccio prostetico, la stranezza diverrà ancor più grande se costruiamo un intero robot.  Immaginate di andare in un luogo di lavoro in cui ci siano molti manichini: se un manichino cominciasse a muoversi, voi potreste rimanerne scioccati. Una specie di horror.

Al World Expo tenutosi quest’anno a Osaka, i robot esibivano un design più elaborato. Per esempio, un robot ha 29 muscoli artificiali in faccia per realizzare espressioni facciali simili all’essere umano. Secondo il designer, la risata è una specie di sequenza di distorsioni facciali, e la velocità di distorsione è un fattore importante. Se riduciamo di metà la velocità, la risata risulta innaturale. Questo è un esempio di come piccole variazioni nel movimento possono far ruzzolare un robot, una marionetta o una mano prostetica nella valle perturbante.

uncanny valley robotics

Evasione  tramite design

Noi speriamo di progettare robot o mani prostetiche che non ricadano nella valle perturbante. Così raccomando ai designers di assumere il primo picco come obiettivo nella costruzione di robots piuttosto che il secondo. Sebbene il secondo picco sia più alto, c’è un rischio assai maggiore di cadere nella valle perturbante. Noi suggeriamo che sia possibile produrre una sana familiarità per mezzo di un design non simile all’essere umano. Quindi i designers sono pregati di tenere in considerazione questo punto. Un buon esempio sono gli occhiali. Gli occhiali non assomigliano ai globi oculari reali, ma il loro design è adeguato e può rendere più affascinanti gli occhi. Perciò dovremmo seguire questo principio quando progettiamo occhi prostetici. Possiamo creare una elegante mano prostetica, una che sia alla moda? Gli artisti che realizzano statue del Buddha creano un modello di mano umana che viene ricavata dal legno. Le dita si curvano nelle giunture. La mano non ha impronte digitali, ed assume il colore naturale del legno. Ma sentiamo che è bella e non c’è alcun senso di perturbamento. Forse una mano di legno può servire come modello per il futuro design.

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Il significato del perturbante

Nella Figura 1, la persona sana è in cima al secondo picco. E quando moriamo, cadiamo nel fondo della valle perturbante. Il nostro corpo diviene freddo, il nostro colore cambia, e il movimento cessa. Perciò la nostra impressione della morte può esser spiegata con il movimento dal secondo picco alla valle perturbante come mostrato dalla linea tratteggiata nella figura. Dovremmo esser felici che questa linea rientri nella calma valle di un cadavere e non di un morto vivente! Io penso che ciò spieghi il mistero della valle perturbante: perché noi umani abbiamo questo sentimento di estraneità perturbante? E’ necessario? Non vi ho ancora riflettuto profondamente, ma potrebbe essere importante per la nostra auto-preservazione. Dobbiamo completare la mappa della valle perturbante per conoscere che cos’è umano o per stabilire una metodologia di design per la creazione di congegni familiari attraverso la ricerca robotica.

 

Copyright (c) 2005 Karl F. MacDorman and Takashi Minato. Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2.

Traduzione dall’inglese: Sandro Bergamo

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