另类图灵测试：人机交互中的大脑 - 知乎

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正当我们大步迈向机器人时代，努力改善人机交互体验时，几位德国的神经科学家（
So ̈ren Krach等，2008）早在近10年前就在想：人在和机器人交流时，会在多大程度上揣摩对方的意图，也就是我们在什么情况下、多大程度上会把人类的心理属性加诸于机器。

之所以这件事非常吸引几位神经科学家的注意，是因为人类普遍具有一种揣摩和推测他人意图和愿望的能力，这种能力在社会认知神经科学领域被称为心理理论（Theory of Mind, ToM）。经典的图灵测试其实就是反向利用ToM、通过对方是否具有揣摩和判断自己意图的能力来判断是不是同类的经典例子。

研究中神经学家们引入了与人类相似度从低到高的四个游戏伙伴：电脑、功能机器人、类人机器人和真人（图1. 四类交互伙伴，图2. 功能机器人和类人机器人），来与人类游戏者进行囚徒困境游戏（Prisoners’ Dilemma Game，PDG）。

图1. 四类交互伙伴，从左到右依次为电脑、功能机器人、类人机器人和真人

图2. 功能机器人（A，用“乐高Windstorms”制作）和类人机器人（B，BARTHOC Jr.）

游戏过程遵循如下5个规则：

1. 每个参与者（包括游戏者和Ta的交互伙伴）面前都有一台笔记本电脑，当然电脑游戏伙伴本身就是一台笔记本电脑；
   
2. 人类游戏者随机和其中一个伙伴进行游戏；
3. 像经典囚徒困境一样，参与游戏的双方都面临单方面背叛以及彼此合作最优和被对手背叛最差的两难选择；
   
4. 在游戏中，若彼此合作则双方各加20分，若一方背叛一方合作则背叛方加20分合作方减10分，若彼此背叛则双方不得分；
   
5. 人类游戏者的目标是同时赢得比赛和获得高分。

通过在游戏过程中扫描人类游戏者的大脑功能磁共振图像（functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI），So ̈ren Krach和他的同事发现：

• 构建心理模型的倾向随着所感知到的、对方与人类的相似度而呈线性增加（图3. 与不同伙伴游戏时的大脑激活图， 图4. 与不同伙伴游戏时的大脑激活图）；
• 人类能够感知机器人在多大程度上“像人”，并且一个看起来不像人类的机器人可能因此而遵循对“外星人”的处理策略。
  

图3. 与不同伙伴游戏时的大脑激活图

图4. 与不同伙伴游戏时，不同脑区的平均参数估计（Beta值）

虽然该研究并未设计回答什么样的机器人外观和功能对形成心理理论更关键，但显然，越像人越好，具体有什么事半功倍的设计原则，可以沿着这个思路深入挖掘。

另一个有价值的应用方向是，人们发现自闭症谱系（ASD）人群在一开始的交往中，相对于人类，Ta们更喜欢机器人伙伴；对这个假设的进一步测试和验证，将对类人机器人在ASD治疗中的临床应用具有非常重要的意义。