Термин «зловещая долина» (uncanny valley) предложил японский инженер Масахиро Мори в 1970 году. Согласно его гипотезе, чем больше робот или цифровой персонаж напоминает человека, тем сильнее он вызывает симпатию, но до определенного момента. Если сходство становится почти полным, однако остается несовершенным, положительная реакция неожиданно сменяется ощущением тревоги. Лишь полностью реалистичный образ вновь начинает восприниматься естественно.
Существование этого эффекта у людей неоднократно подтверждали в экспериментах. Впоследствии появились данные, что нечто похожее может наблюдаться у макак: как показало несколько исследований, эти животные иначе реагируют на почти реалистичные цифровые лица сородичей. Но выводы оставались предметом дискуссий, к тому же было неизвестно, распространяется ли эффект «зловещей долины» у обезьян на восприятие всего тела и движений, или он связан исключительно с лицом.
Ответить на этот вопрос взялась международная группа исследователей из Тюбингенского университета (Германия), Левенского католического университета (Бельгия) и их коллег. Научная статья опубликована в журнале PLOS Biology.
Впрочем, цель исследования была шире. Ученые решили сделать максимально реалистичную цифровую модель макаки, которую можно было бы использовать в экспериментах по изучению зрения, социального поведения и работы мозга. Они разработали систему MacAction, позволяющую создавать высокоточные анимации движений обезьян на основе обычного видео.
Преимущество новой технологии в том, что она обходится минимальным количеством размеченных данных и автоматически восстанавливает трехмерные движения животного. Затем эти данные перенесли на цифровой аватар, точно воспроизводивший анатомию макаки-резуса, включая строение тела, мускулатуру, шерсть и особенности походки.
Чтобы проверить, насколько естественно воспринимается такой аватар, создали сразу несколько его вариантов. Один выглядел практически как настоящая макака. Другие намеренно сделали менее реалистичными: убрали шерсть, упростили отдельные элементы внешности или изменили качество визуализации. Кроме того, в эксперимент включили видео с живыми обезьянами, чтобы сравнить реакцию животных на все изображения.
В исследовании участвовали восемь взрослых макак-резусов. Каждую усаживали перед экраном и показывали короткие ролики с разными версиями цифровых обезьян. В то же время регистрировали движения глаз испытуемых. Вместо того чтобы обучать животных выполнять какие-либо задания, ученые анализировали их естественное зрительное поведение: сколько времени подопытные рассматривали различные видеозаписи и какие области изображения привлекали их внимание. Продолжительность фиксации позволяет судить о том, насколько объект интересен или вызывает необычную реакцию.
Анализ показал неожиданную закономерность. И реальные обезьяны, и реалистичный цифровой аватар приковывали взгляд макак. Схематичные модели не демонстрировали выраженного отторжения, однако промежуточные варианты — уже очень похожие на настоящих животных, но сохранявшие отдельные искусственные черты — подопытные рассматривали заметно меньше. Такая зависимость соответсвует классическому эффекту «зловещей долины»: объект кажется достаточно реалистичным, чтобы мозг ожидал полного соответствия настоящему, но небольшие несоответствия нарушают восприятие и меняют реакцию наблюдателя.
Исследователи также проверили, нельзя ли объяснить результаты более простыми причинами — например, различиями в яркости и контрастности изображения или количестве деталей. Дополнительный анализ подтвердил: эти параметры не влияют на выявленный эффект. Реакция макак действительно была связана с восприятием реалистичности аватаров, а не с техническими особенностями видео.
Главный вывод не в том, что обезьяны подвержены эффекту «зловещей долины» — к такому предположению уже приходили авторы предыдущих научных работ, в которых макакам демонстрировали цифровые лица сородичей. На этот раз ученые впервые показали, что для возникновения подобной реакции имеет значение восприятие фигуры в целом, причем даже в динамике.
По мнению авторов исследования, их открытие может многое рассказать об эволюции социального восприятия. Если аналогичная реакция наблюдается не только у человека, но и у макак, общий предок которых жил приблизительно 25 миллионов лет назад, значит, лежащие в ее основе механизмы могли возникнуть задолго до появления современной культуры, кино, компьютерной графики. Вероятно, мозг приматов эволюционно настроен замечать даже небольшие отклонения от привычного внешнего вида сородичей, поскольку они могут указывать на болезнь, травму или другие биологически значимые особенности.
Но у исследования были и ограничения. В эксперименте участвовали восемь макак, поэтому результаты придется подтвердить на более крупных выборках и других видах приматов. Кроме того, не было возможности определить, какие именно особенности аватаров вызвали эффект «зловещей долины» — тело, движения либо их сочетание. Ответ на этот вопрос попробуют добыть в новых экспериментах.