Khi nào robot biết khóc?

Bằng việc biến cảm xúc thành các thông số được định lượng, robot trong tương lai có thể nhận biết và phản ứng sự vui, buồn của con người.

Naoki là phụ bếp bánh của Angelica Lim. Dù chỉ giỏi việc bếp núc, Naoki khiến công việc của Lim vui vẻ hơn. Naoki có làn da trắng, 2 lỗ tai là 2 chiếc loa, miệng là camera còn đôi mắt là bộ thu phát hồng ngoại.

“Tôi chỉ yêu robot”, Lim chia sẻ năm 2013 khi còn học tiến sĩ khoa Khoa học thông minh và Công nghệ, Đại học Kyoto (Nhật Bản). Lim tin rằng trong những năm tới, robot sẽ chung sống bình thường với con người.

Tuy nhiên do chỉ là robot, Naoki không cảm thấy vui khi nghe truyện cười hay “chảy nước miếng” lúc nhìn thức ăn. Tóm lại, máy móc vẫn chưa thể hiểu cảm xúc của chúng ta.

Lược dịch bài viết của Neil Savage, cây viết khoa học thường xuất hiện trên các tạp chí uy tín như Nature, IEEE Spectrum hay New Scientist.

Vài chục năm nữa, robot có thể hiểu được cảm xúc con người. (Ảnh: Sapiens.org).

Cảm xúc liên quan đến sự tồn tại của con người

Ít nhất đó là suy nghĩ từ hàng chục năm qua. Cảm xúc thường được xem là đặc trưng của con người, máy móc sẽ không thể hiểu hay phản ứng. Hàng loạt tác phẩm khoa học viễn tưởng như 2001: A Space Odyssey, The Terminator hay Star Trek đều đánh vào điểm yếu trên.

Melissa Sturge-Apple, Phó giáo sư tâm lý học tại Đại học Rochester (Mỹ), cho rằng cảm xúc liên quan đến sự tồn tại của con người.

“Chúng là dạng phản ứng với các tín hiệu của môi trường và sắp xếp hành động. Nếu sợ hãi, ta sẽ bỏ chạy. Nếu thích một món ăn, bạn sẽ ăn nhiều hơn. Con người có thể làm những thứ mang đến lợi ích cho sự sống của bản thân”, Sturge-Apple cho biết.

Chìa khóa sinh tồn của con người là giao tiếp thông qua sự đồng cảm. Theo lý luận này, những sinh vật muốn tồn tại đều thể hiện điều đó dưới một số hình thức, dù có thể không giống con người.

Tuy nhiên nếu xem cảm xúc của con người là cơ học, chúng có thể được nhận biết và đo lường. Đó là điều các nhà khoa học trong lĩnh vực điện toán ảnh hưởng (affective computing) đang nghiên cứu.

Angelica Lim nấu ăn với sự trợ giúp của robot Naoki. (Ảnh: Irwin Wong).

Nghiên cứu đưa cảm xúc vào robot

Các nhà khoa học máy tính và tâm lý học đang "huấn luyện" những cỗ máy có thể nhận biết và phản ứng với cảm xúc của con người. Chúng được chia nhỏ thành các thuộc tính có thể định lượng và phân tích. Họ cũng đang nghiên cứu thuật toán cảnh báo bác sĩ nếu bệnh nhân che giấu cảm xúc thực sự, bên cạnh hệ thống máy tính có thể nhận biết và phản hồi cảm xúc.

Wendi Heinzelman, Giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Rochester, cộng sự của Sturge-Apple đang phát triển thuật toán phát hiện cảm xúc dựa trên chất giọng của người nói. Heinzelman cung cấp cho máy tính bản ghi giọng nói các diễn viên tương ứng với cảm xúc vui, buồn hay tức giận. Máy tính sẽ đo cao độ, độ lớn, sự dao động của năng lượng và cao độ từ thời điểm này sang thời điểm khác của các bản ghi.

Máy tính cũng theo dõi formants, dải tần số thay đổi theo hình dạng đường hô hấp. Cổ họng thắt lại vì tức giận sẽ làm thay đổi giọng nói. Hệ thống sẽ chạy chương trình phân tích để gắn dữ liệu đo được với các cảm xúc tương ứng.

Tiến sĩ Neal Lathia, cộng tác viên Phòng thí nghiệm Máy tính tại Đại học Cambridge (Anh) đang phát triển EmotionSense, ứng dụng trên smartphone có khả năng ghi âm lời nói của con người để phân tích cảm xúc.

Giống như Lathia và Heinzelman, Lim cho rằng có một số đặc điểm nhận dạng cảm xúc. Khi nhận biết những biểu hiện đó thông qua hành vi một con vật hoặc âm nhạc, chúng ta có thể biết cảm xúc của chúng.

"Bản chất một bản nhạc không hề buồn. Nhưng làm sao chúng ta có cảm giác buồn khi nghe nó?", Lim sử dụng 4 thông số: tốc độ (speed), cường độ (loud), sự đều đặn (regularity) và mức độ (extent). Ví dụ, lời nói của một người tức giận thường nhanh, to, thô kệch và đứt quãng. Một người đang đi bộ bình thường, đều đặn và không dậm chân tại chỗ nhiều khả năng có cảm xúc hài lòng. Trong khi một người bước đi chậm chạp, quãng bước ngắn và sải chân không đều có thể đang buồn.

Các nhà nghiên cứu đang làm việc với lượng cảm xúc hạn chế để máy tính dễ dàng nhận biết, do một số cảm xúc khá phức tạp để phân biệt. Heinzelman đang tập trung vào 6 cảm xúc: giận dữ, buồn bã, ghê tởm, hạnh phúc, sợ hãi và trung tính. Bà cho rằng càng nhiều cảm xúc sẽ càng khó phân tích vì chúng rất giống nhau.

Robot trong tương lai có thể nhận biết cảm xúc con người bằng cách phân tích giọng nói và khuôn mặt. (Ảnh: The Verge).

Tất nhiên, giọng nói không phải cách duy nhất để con người truyền tải trạng thái cảm xúc. Maja Pantic, Giáo sư về điện toán ảnh hưởng và hành vi, lãnh đạo nhóm hiểu biết và hành vi thông minh của Đại học Imperial College London (Anh), sử dụng thị giác máy tính để nhận biết các biểu hiện trên khuôn mặt về cảm xúc của con người.

Theo đó, hệ thống của Pantic theo dõi các chuyển động khác nhau trên khuôn mặt như nâng hoặc hạ lông mày, chuyển động của các cơ quanh miệng hoặc mắt. Nó có thể cho biết sự khác biệt giữa nụ cười chân thành và lịch sự dựa trên tốc độ và thời gian cười.

Pantic đã xác định 45 hành động khác nhau trên khuôn mặt, và máy tính của bà có thể nhận diện 30 cảm xúc. 15 cảm xúc còn lại bị giới hạn bởi tầm nhìn 2 chiều của máy tính. Những chuyển động theo hướng khác như nghiến hàm và nghiên răng rất khó phát hiện.

Hầu hết hệ thống nhận dạng cảm xúc hoạt động khá tốt trong phòng thí nghiệm, nhưng khi ra thế giới thực lại cho độ chính xác chưa cao. Đó là điều các nhà khoa học muốn cải thiện.

Khi cảm xúc được ghi lại và phân tích, bạn có thể đưa chúng vào máy tính để tạo ra những chú robot với sự tương tác phong phú, thú vị và vui vẻ hơn. Lim, Phó giáo sư Trường Khoa học Máy tính tại Đại học Simon Fraser (Canada), hy vọng một ngày nào đó Naoki có thể biểu hiện cảm xúc thông qua cách đi lại hay khi chơi theramin (một loại nhạc cụ điện tử).

Cũng có những lý do khiến các kỹ sư quan tâm đến robot cảm xúc. Nếu cảm xúc giúp sinh vật tồn tại, liệu chúng có làm điều tương tự đối với robot? Một robot có thể trải qua cảm xúc để phản ứng với môi trường và đưa ra quyết định nhanh chóng, giống như cách con người vứt bỏ mọi thứ và chạy khi nhà bốc cháy.

Sống chung với robot cảm xúc sẽ mang đến tác động lớn như khi các nền văn minh gặp nhau. (Ảnh: IEEE Spectrum).

Mehdi Dastani, Giáo sư khoa học máy tính tại Đại học Utrecht (Hà Lan) đang nghiên cứu “logic cảm xúc”, sự mô tả về 22 trạng thái cảm xúc khác nhau như thương hại, hả hê, oán giận, tự hào, ngưỡng mộ, biết ơn và những trạng thái khác để cung cấp cho máy tính. Theo Dastani, robot có thể sử dụng danh sách trên để đánh giá công việc và mục tiêu của chúng.

Ví dụ nếu đi từ điểm A đến B nhưng gặp chướng ngại vật, một robot không cảm xúc sẽ tiếp tục đi rồi lao vào vật cản. Nếu được trang bị cảm xúc, robot có thể thấy thất vọng khi không thể đến đích, cuối cùng từ bỏ để làm nhiệm vụ khác. Khi cảm thấy hạnh phúc, robot sẽ tiếp tục đi đến mục tiêu nhưng nếu thất vọng, nó sẽ tìm hướng đi khác.

Khi nào robot mới có cảm xúc?

Trả lời câu hỏi liệu robot có thể có cảm xúc không, Arvid Kappas, Giáo sư tâm lý học tại Đại học Jacobs (Đức) cho rằng nên gọi chúng là "cảm xúc máy móc" chứ không phải cảm xúc con người bởi chúng vẫn là máy. Theo Kappas, cảm xúc gắn liền với cảm giác của sinh vật. Một robot có thể nhận biết điều đó, nhưng sẽ là cảm xúc của một thứ không có trái tim.

Điều đó cũng đặt ra câu hỏi về đạo đức. Con người có trách nhiệm gì khi Roomba (một loại robot hút bụi) cầu xin đừng để hết pin? Họ sẽ nói gì khi sắp đưa robot Charlie vào nhà tái chế khi bản nâng cấp Charlie S6 ra mắt?

Robot cảm xúc cũng đặt ra vấn đề đạo đức. (Ảnh: GMR Transcription).

Bruce MacLennan, Phó giáo sư khoa học máy tính tại Đại học Tennessee (Mỹ) cho rằng nếu tương tác với robot, con người cần suy nghĩ liệu chúng có thể cảm nhận trong điều kiện nào. Ông đề xuất chia cảm xúc thành "protophenomena", đơn vị nhỏ nhất của các hiệu ứng vật lý dẫn đến cảm xúc.

"Protophenomena rất nhỏ nên người thường có thể không nhận thức. Tuy nhiên, đó là đại lượng vật lý cơ bản mà khoa học có thể đo lường và tái tạo trong máy móc", MacLennan cho biết.

Theo MacLennan, vẫn còn nhiều thập kỷ đến khi chúng ta phải trả lời câu hỏi liệu robot có cảm xúc như con người hay không. Ông cho rằng sống chung với robot cảm xúc sẽ có tác động lớn tương tự khi các nền văn minh gặp nhau, hoặc lúc nhân loại tiếp xúc với nền văn minh ngoài Trái Đất.