Forscher finden Quelle des Uncanny-Valley-Effekts im Gehirn Wie unser Gehirn auf Roboter reagiert - scinexx | Das Wissensmagazin
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Wie unser Gehirn auf Roboter reagiert

Forscher finden Quelle des Uncanny-Valley-Effekts im Gehirn

Roboter
Roboter, die uns zu sehr ähneln, sind uns oft unheimlich. © mennovandijk/ istock

Unheimlich menschlich: Roboter, die uns in Verhalten und Aussehen zu stark ähneln, lösen typischerweise Unbehagen aus. Forscher haben nun die Quelle dieses sogenannten „Uncanny Valley“-Phänomens im Gehirn entdeckt. Demnach spielen zwei Regionen im mittleren präfrontalen Cortex eine wesentliche Rolle für den Effekt – und auch die Amygdala ist daran beteiligt. Die neuen Erkenntnisse könnten in Zukunft dabei helfen, die Akzeptanz maschineller Gehilfen zu steigern.

Roboter gewinnen immer mehr an Bedeutung: Die Maschinen helfen am Fließband, im OP-Saal oder in Katastrophengebieten und sollen in Zukunft sogar Pflegekräfte, Haushaltshilfen oder Empfangspersonal ersetzen. Gerade in solchen sozialen Tätigkeitsbereichen scheint es hilfreich, wenn die technischen Gehilfen ihren Erschaffern optisch ähneln. Je menschlicher ein Roboter wirkt, desto eher werden Senioren ihn zum Beispiel als Ersatz für eine echte Pflegekraft akzeptieren.

„Die Sympathie für einen künstlichen Akteur steigt, je menschenähnlicher dieser wird. Dies funktioniert allerdings nur bis zu einem gewissen Punkt“, erklärt Astrid Rosenthal von der Pütten von der RWTH Aachen. Sieht die Maschine zu menschlich aus, sinkt unsere Akzeptanz für sie plötzlich rapide. Solche Roboter sind uns häufig sogar regelrecht unheimlich – Experten sprechen vom „Uncanny Valley“.

Das unheimliche Tal

Dieses Phänomen des „unheimlichen Tals“ beschrieb der japanische Robotiker Masahiro Mori bereits in den 1970er Jahren. Wie unsere Abneigung gegen zu reale Roboter zustande kommt, ist bis heute allerdings erst in Teilen verstanden. Welche Mechanismen im Gehirn etwa sind verantwortlich für den Effekt?

Dieser Frage sind Rosenthal von der Pütten und ihr Team nun nachgegangen. Für ihre Studie analysierten die Forscher die Hirnaktivität von 21 gesunden Freiwilligen mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT). Dabei beobachteten sie, was passierte, wenn die Probanden mit unterschiedlichen Versionen von Menschen und Robotern konfrontiert wurden – darunter klar nach Maschine aussehenden Vertretern, humanoiden Robotern sowie Menschen besonders ähnlichen Androiden.

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Bewertungssystem im Gehirn

Im Test sollten die Studienteilnehmer die ihnen auf Bildern gezeigten Akteure bewerten: Wie menschenähnlich wirkten sie und wie sympathisch? Anschließend wurden die Probanden gefragt, welchen der Kandidaten sie mit der Aufgabe betrauen würden, ein persönliches Geschenk für sie auszuwählen. Wie erwartet, bevorzugten die meisten Testpersonen Geschenke von Menschen oder menschenähnlichen Robotern – mit Ausnahme der maschinellen Gehilfen, die visuell am dichtesten an der Grenze zwischen Mensch und Nicht-Mensch lagen.

Dieser Effekt offenbarte sich auch im Gehirn: Die Forscher stellten fest, dass die Reaktionen auf die präsentierten Menschen und Roboter mit der Aktivität im mittleren präfrontalen Cortex zusammenhingen. Diese Hirnregion gilt als Sitz eines Bewertungszentrums, das als Teil des Belohnungssystems die unterschiedlichsten Reize beurteilt – vom fetthaltigen Milchshake bis hin zur sanften Berührung.

Charakteristische Aktivitätsmuster

Konkret zeigten die Analysen: Ein Bereich im mittleren präfrontalen Cortex wertet offenbar Informationen über die Menschenähnlichkeit aus. Dabei reagiert dieses Areal am stärksten auf echte Menschen und deutlich schwächer auf künstliche Akteure. Dieses Signal wird dann von einem zweiten Bereich in dieser Hirnregion gemeinsam mit anderen eingehenden Informationen genutzt, um die Sympathie zu bewerten: dem ventromedialen präfrontalen Cortex (VMPFC).

„Wir waren überrascht zu sehen, dass der VMPFC genauso auf die Roboter reagierte, wie durch die Uncanny-Valley-Hypothese vorhergesagt“, berichtet Mitautor Fabian Grabenhorst von der University of Cambridge. „Bei mehr dem Menschen gleichenden Robotern stieg die Aktivität, doch in der Nähe der Mensch/Nicht-Mensch-Grenze fiel die Aktivität ab – es entstand das typische Tal.“

Die Rolle der Amygdala

Darüber hinaus scheint auch die Amygdala eine Rolle für den Effekt des Uncanny Valleys zu spielen, wie die Wissenschaftler feststellten. Diese für die emotionale Bewertung von Situationen zuständige Gehirnregion war besonders aktiv, wenn Studienteilnehmer Geschenke von menschenähnlichen, aber nicht menschlichen Akteuren ablehnten. „Anhand dieses Signals ließ sich die Ablehnung vorhersagen“, erklärt das Team.

Die neuen Erkenntnisse könnten in Zukunft dabei helfen, die Akzeptanz maschineller Gehilfen zu steigern. „Es ist bekannt, dass Bewertungssignale in den nun identifizierten Hirnregionen durch soziale Erfahrung verändert werden können“, sagt Grabenhorst. „Erleben wir, dass ein künstlicher Akteur die richtigen Entscheidungen für uns trifft – zum Beispiel beim Geschenkekauf – wird unser VMPFC früher oder später vielleicht anders auf diesen neuen sozialen Partner reagieren.“

Individuelle Unterschiede

Und noch etwas zeichnet sich ab: Den perfekten Roboter für jedermann gibt es wahrscheinlich nicht. Denn die Forscher fanden heraus, dass der Uncanny-Valley-Effekt individuell unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Während die einen heftig auf sehr menschenähnliche Roboter reagierten, waren andere in dieser Hinsicht weniger empfindlich. „Das bedeutet: Es gibt kein Roboter-Design, das zu allen Nutzern passt – oder alle ängstigt“, schließt Rosenthal von der Pütten. (Journal of Neuroscience, 2019; doi: 10.1523/JNEUROSCI.2956-18.2019)

Quelle: University of Cambridge

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