Les scientifiques ont identifié des mécanismes dans le cerveau humain qui pourraient aider à expliquer le phénomène de la « Vallée étrange » – le sentiment troublant que nous ressentons de la part de robots et d’agents virtuels trop humains. Ils ont également montré que certaines personnes réagissent plus négativement aux agents semblables à l’homme que d’autres.

Au fur et à mesure que la technologie s’améliore, notre capacité à créer des agents artificiels semblables à la vie, tels que des robots et des infographies, le fait peut être une arme à double tranchant.

« Ressembler à la forme ou au comportement humain peut être à la fois un avantage et un inconvénient », explique le professeur Astrid Rosenthal-von der Pütten, Titulaire de la Chaire de l’Individu et de la Technologie à l’Université RWTH d’Aix-la-Chapelle. « La ressemblance d’un agent artificiel augmente plus il devient humain, mais seulement jusqu’à un certain point: parfois, les gens semblent ne pas l’aimer lorsque le robot ou l’infographie devient trop humain. »

Ce phénomène a été décrit pour la première fois en 1978 par le professeur de robotique Masahiro Mori, qui a inventé une expression en japonais qui a ensuite été traduite par « Uncanny Valley ».

Maintenant, dans une série d’expériences rapportées dans le Journal of Neuroscience, des neuroscientifiques et des psychologues au Royaume-Uni et en Allemagne ont identifié des mécanismes dans le cerveau qui, selon eux, aident à expliquer comment ce phénomène se produit – et peuvent même suggérer des moyens d’aider les développeurs à améliorer la façon dont les gens réagissent.

« Pour un neuroscientifique, la ‘Uncanny Valley’ est un phénomène intéressant », explique le Dr Fabian Grabenhorst, boursier Sir Henry Dale et chargé de cours au Département de Physiologie, Développement et Neurosciences de l’Université de Cambridge. « Cela implique un mécanisme neuronal qui juge d’abord à quel point une entrée sensorielle donnée, telle que l’image d’un robot, se trouve à la limite de ce que nous percevons comme un agent humain ou non humain. Ces informations seraient ensuite utilisées par un système d’évaluation distinct pour déterminer la sympathie de l’agent. »

Pour étudier ces mécanismes, les chercheurs ont étudié les schémas cérébraux de 21 individus en bonne santé lors de deux tests différents utilisant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui mesure les changements dans le flux sanguin dans le cerveau comme indicateur de l’activité des différentes régions.

Lors du premier test, on a montré aux participants un certain nombre d’images comprenant des humains, des humains artificiels, des robots Android, des robots humanoïdes et des robots mécanoïdes, et on leur a demandé de les évaluer en termes de ressemblance et de ressemblance humaine.

Ensuite, lors d’un deuxième test, les participants ont été invités à décider à qui de ces agents ils feraient confiance pour choisir un cadeau personnel pour eux, un cadeau qu’un humain aimerait. Ici, les chercheurs ont constaté que les participants préféraient généralement les dons des humains ou des agents artificiels plus semblables à ceux des humains – à l’exception de ceux qui étaient les plus proches de la frontière humaine / non humaine, conformément au phénomène Uncanny Valley.

En mesurant l’activité cérébrale au cours de ces tâches, les chercheurs ont pu identifier quelles régions du cerveau étaient impliquées dans la création du sens de la Vallée étrange. Ils ont fait remonter cela aux circuits cérébraux qui sont importants dans le traitement et l’évaluation des indices sociaux, tels que les expressions faciales.

Certaines zones du cerveau proches du cortex visuel, qui déchiffre les images visuelles, ont suivi à quel point les images étaient semblables à l’homme, en modifiant leur activité plus un agent artificiel ressemblant à l’homme devenait – en un sens, créant un spectre de « ressemblance humaine ».

Le long de la ligne médiane du lobe frontal, où se rencontrent les hémisphères cérébraux gauche et droit, se trouve une paroi de tissu neural connue sous le nom de cortex préfrontal médial. Dans des études précédentes, les chercheurs ont montré que cette région du cerveau contient un système d’évaluation générique qui juge toutes sortes de stimuli; par exemple, ils ont montré précédemment que cette zone du cerveau signale la valeur de récompense de milkshakes agréables riches en matières grasses et également de stimuli sociaux tels que le toucher agréable.

Dans la présente étude, deux parties distinctes du cortex préfrontal médial étaient importantes pour l’Uncanny Valley. Une partie a converti le signal de ressemblance humaine en un signal de « détection humaine », l’activité dans cette région soulignant trop la frontière entre les stimuli humains et non humains réagissant le plus fortement aux agents humains et beaucoup moins aux agents artificiels.

La deuxième partie, le cortex préfrontal ventromédial (VMPFC), a intégré ce signal à une évaluation de la likeability pour produire un modèle d’activité distinct qui correspondait étroitement à la réponse d’Uncanny Valley.

« Nous avons été surpris de voir que le cortex préfrontal ventromédial réagissait aux agents artificiels précisément de la manière prédite par l’hypothèse de la Vallée étrange, avec des réponses plus fortes à des agents plus semblables à ceux de l’homme, mais montrant ensuite une baisse d’activité proche de la frontière humaine / non-humainethe la « vallée » caractéristique », explique le Dr Grabenhorst.

Les mêmes zones du cerveau étaient actives lorsque les participants prenaient la décision d’accepter ou non un cadeau d’un robot en signalant les évaluations qui guidaient les choix des participants. Une autre région – l’amygdale, responsable des réponses émotionnelles – était particulièrement active lorsque les participants rejetaient les dons d’agents artificiels semblables à des humains, mais non humains. Le « signal de rejet » de l’amygdale était le plus fort chez les participants qui étaient plus susceptibles de refuser des cadeaux d’agents artificiels.

Les résultats pourraient avoir des implications pour la conception d’agents artificiels plus sympathiques. Le Dr Grabenhorst explique: « Nous savons que les signaux d’évaluation dans ces régions du cerveau peuvent être modifiés par l’expérience sociale. Donc, si vous constatez qu’un agent artificiel fait les bons choix pour vous – comme choisir le meilleur cadeau – alors votre cortex préfrontal ventromédial pourrait répondre plus favorablement à ce nouveau partenaire social. »

« C’est la première étude à montrer des différences individuelles dans la force de l’effet Uncanny Valley, ce qui signifie que certains individus réagissent de manière excessive et d’autres moins sensibles aux agents artificiels de type humain », explique le professeur Rosenthal-von der Pütten. « Cela signifie qu’il n’y a pas de conception de robot unique qui convient – ou effraie – tous les utilisateurs. À mon avis, le comportement des robots intelligents est d’une grande importance, car les utilisateurs abandonneront les robots qui ne s’avèrent pas intelligents et utiles. »
Référence: Rosenthal-von der Pütten, AM et al. Mécanismes Neuronaux pour Accepter et Rejeter les Partenaires Sociaux Artificiels dans la Vallée étrange. Journal des neurosciences; 1er juillet 2019; DOI: 10.1523 /JNEUROSCI.2956-18.2019
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