科技前沿｜机器人伙伴可以促进人类语言产出？
机器人伙伴
可以促进人类
语言产出？
AICNL
研究背景
研究方法
Research method
被试
人类被试：36名德语母语者（26名女性，10名男性），年龄介于19至35岁之间（平均年龄为25.6岁，标准差为4.6）。
机器人被试：一个设计用于与人类进行社交互动的1.2米高的人形机器人Pepper（图1）。
图1.机器人Pepper
Research method
实验设计
Experimental design
实验范式
本研究采用了连续图片命名范式（Continuous Picture Naming Paradigm，CPN Paradigm）作为主要的实验范式。在CPN范式中，参与者需要对呈现的图片进行连续命名，而实验者会密切监测参与者开始说话的速度。通过在命名任务中引入特定的上下文变化，研究者可以观察语义启动和词汇竞争对词汇选择的影响，进而研究词汇访问的认知模型。
刺激材料
刺激物体包括320张自然或人造物体的照片，涵盖了32个不同的语义类别，如花朵、建筑物和鸟类等，每个类别包含10个实例。此外，还有120个与目标类别无关的填充物作为控制条件。这些图片以3.5厘米×3.5厘米的大小呈现在灰色背景上。
实验流程
实验开始前，研究员首先向参与者介绍了共同参与该实验的机器人，并说明了需要共同完成的实验任务。为了消除在命名任务中可能产生的语言输入混淆，参与者和机器人都佩戴了耳机，以屏蔽对方的命名声音（图2）。
图2.参与者与机器人共同坐在屏幕前
在实验开始时，参与者和机器人需要一起坐在计算机屏幕前完成两个实验块，每个实验块包括440个试次，每完成220个试次后进行休息。在第一个实验块后有一个较长的休息时间。在此期间，机器人会向参与者展示自然的行为，包括简单的手臂与头部运动。
实验包括共两种任务：单独命名任务和联合命名任务（图3）。在单独命名任务中，参与者被要求根据彩色边框的指示迅速、准确地命名呈现在屏幕上的图片（部分图片仅呈现视觉模态，部分图片呈现语音和视觉两个模态），并记录他们的反应时长。在联合命名任务中，参与者和机器人需要根据彩色边框的指示进行交替命名，并记录他们的反应时长。
图3.实验任务
注：从上到下：单独命名、联合命名、红框标注仅呈现视觉模态的图片、蓝框标注了人类被试需要命名的图片、绿框标注了机器人被试需要命名的图片
Experimental design
实验结果
Experimental result
结果显示，在与机器人进行联合命名任务时，参与者比单独命名任务时表现出了17.2毫秒的促进效应（图4）。具体而言，与机器人共同命名的语义类别的命名反应时长较快（平均为945.8毫秒，标准差为282.1），而仅由参与者命名的语义类别的命名反应时长较慢（平均为963.0毫秒，标准差为293.4）。
图4. 命名反应时长（单独命名任务-联合命名任务）
Experimental result
实验结论
这项研究表明，在共同的语言交流任务中，与机器人合作可以促进语言的产出。这一发现对于那些在语言发育方面存在困难、词汇检索能力有障碍的临床人群来说具有重要意义。该研究为探索机器人在语言学习和治疗中的应用提供了有力的科学依据。
END
原文
Robots facilitate human language production
作者
Wudarczyk, O. A., Kirtay, M., Pischedda, D., Hafner, V. V., Haynes, J. D., Kuhlen, A. K., & Abdel Rahman, R.
期刊
Scientific Reports
发表时间
2021
DOI
10.1038/s41598-021-95645-9
Contributors
■ 翻译版权 丨 西外多脑核
■ 编译 丨 姚雨晴
■ 审校 丨 童玲
■ 排版 丨 王子怡
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