Luncanny valley () è un'ipotesi presentata nel 1970 dallo studioso di robotica nipponico Masahiro Mori e pubblicata nella rivista Energy.Mori, Masahiro (1970). Bukimi no tani - The uncanny valley (K. F. MacDorman & T. Minato, Trans.). Energy, 7(4), 33–35. (Originale in Giapponese, traduzione inglese) La ricerca analizza sperimentalmente come la sensazione di familiarità e di piacevolezza sperimentata da un campione di persone e generata da robot e automi antropomorfi possa aumentare al crescere della loro somiglianza con la figura umana, fino ad un punto in cui l'estremo realismo rappresentativo produce però un brusco calo delle reazioni emotive positive, a causa della non concreta realisticità, destando sensazioni spiacevoli come repulsione e inquietudine paragonabili al perturbamento.
Esempi possono essere trovati nella robotica, nell'animazione digitale, nelle bambole realistiche, nonché nella crescente diffusione della realtà virtuale, della realtà aumentata e dell'animazione fotorealistica.
Etimologia Il professore di robotica Masahiro Mori individuò per la prima volta il concetto nel 1970, formulandolo come "不気味の谷現象" ("bukimi no tani genshō"). Il termine è stato tradotto come uncanny valley nel libro, del 1978, Robots: Fact, Fiction, and Prediction scritto da Jasia Reichardt. Nel corso del tempo, questa traduzione ha creato un collegamento involontario con il concetto psicoanalitico del perturbante di Ernst Jentsch stabilito nel suo saggio, del 1906, Sulla psicologia del perturbante, che fu poi notoriamente criticato ed esteso da Sigmund Freud nel saggio, del 1919, Il perturbante.
Ipotesi L'ipotesi originale di Masahiro Mori afferma che man mano che l'aspetto di un robot diventa più umano, la risposta emotiva di alcuni osservatori al robot diventa a sua volta sempre più positiva ed empatica, fino a raggiungere una soglia oltre la quale la risposta si tramuta rapidamente in una forte repulsione. Tuttavia, siccome l'aspetto del robot continua a diventare meno distinguibile da un essere umano, la risposta emotiva ridiventa nuovamente positiva e si avvicina ai livelli di empatia reciproca umana.
Questa risposta repulsiva suscitata da un robot con aspetto e movimento tra il grado di entità "in un certo senso umana" e "totalmente umana" è la uncanny valley. Il nome concepisce l'idea che un robot dall'aspetto quasi umano sembri eccessivamente "strano" per alcuni esseri umani, producendo una sensazione di inquietudine e perciò non riuscendo ad evocare la risposta empatica richiesta per una possibile interazione produttiva uomo-robot.
Il grafico
Il grafico ha nell'asse delle ascisse la somiglianza all'uomo crescente con l'aspetto del corpo umano di oggetti come robot e marionette o situazioni messe in presenza del campione di individui analizzato da Masahiro e nell'asse delle ordinate la sensazione di familiarità (empatia) provata dal campione nei confronti degli anzidetti oggetti.
La linea tratteggiata, nella sua prima parte in ascesa, mostra la risposta emotiva inizialmente positiva nel caso di automi antropomorfi semoventi che cresce all'aumentare della somiglianza degli automi alle fattezze umane, finché a un certo punto l'eccessiva somiglianza produce una brusca flessione del gradimento (uncanny valley) arrivando ad assumere valori negativi che corrispondono alle sensazioni negative, quali repulsione e turbamento, provate dal campione. La reazione di avversione maggiore si ha nei confronti di personificazioni di zombi. La linea tratteggiata risale quando viene considerato il gradimento nei confronti di protesi degli arti; sale ancora se vengono prese in esame le rappresentazioni del genere bunraku (teatro di marionette giapponese); e infine la sensazione di familiarità è massima nei confronti di individui sani.
Lo stesso avviene con la linea continua che mostra la risposta del campione in presenza di soggetti inanimati, fermi, come animali impagliati. La zona perturbante in questo caso si ha in corrispondenza di un'esposizione a corpi inanimati (cadaveri).
Ricerca Una serie di studi ha indagato sperimentalmente se esistono effetti uncanny valley per le immagini statiche dei volti dei robot. Maya B.Mathur e David B. Reichling hanno utilizzato due set complementari di stimoli che vanno da molto meccanici a molto umani: in primo luogo, un campione di 80 immagini di volti di robot scelti oggettivamente dalle ricerche su Internet, e, in secondo luogo, una serie di 6 volti controllati morfometricamente e graficamente. Hanno chiesto ai soggetti di valutare esplicitamente la simpatia di ogni volto. Per misurare la fiducia nei confronti di ogni faccia, i soggetti hanno completato un gioco di investimento one-shot per misurare indirettamente quanti soldi erano disposti a "scommettere" sull'affidabilità di un robot. Entrambi i set di stimoli hanno mostrato un robusto effetto uncanny valley sulla simpatia esplicitamente valutata e un uncanny valley più dipendente dal contesto sulla fiducia implicitamente valutata. La loro analisi esplorativa di un meccanismo proposto per la uncanny valley ha rilevato che la confusione di categoria si verifica nella uncanny valley ma non media l'effetto sulle risposte sociali ed emotive.
Uno studio condotto nel 2009, da Shawn A. Steckenfinger e Asif A. Ghazanfar, ha esaminato il meccanismo evolutivo alla base dell'avversione associata alla Uncanny valley. A un gruppo di cinque scimmie sono state mostrate tre immagini: due diverse facce di scimmia 3D (realistiche, non realistiche) e una foto reale del volto di una scimmia. Lo sguardo delle scimmie è usato come indicatore di preferenza o avversione. La faccia realistica della scimmia 3D è stata guardata meno della foto reale o della faccia irrealistica della scimmia 3D, questo risultato è stato interpretato come un'indicazione che il gruppo di scimmie ha trovato avversa la faccia 3D realistica, oppure ha preferito le altre due immagini. Come ci si aspetterebbe dalla uncanny valley, più realismo può avere come effetto reazioni meno positive, e questo studio ha dimostrato che né i processi cognitivi specifici dell'uomo, né la cultura umana spiegano il fenomeno. In altre parole, si può dire che questa reazione avversa al realismo sia di origine evolutiva.
A partire dal 2011, i ricercatori dell'Università della California - San Diego e del California Institute for Telecommunications and Information Technology stavano misurando le attivazioni del cervello umano legate alla uncanny valley. In uno studio che utilizza la RMF, un gruppo di scienziati cognitivi e studiosi di robotica ha trovato le maggiori differenze nelle risposte cerebrali per i robot misteriosi nel lobo parietale, su entrambi i lati del cervello, in particolare nelle aree che collegano la parte della corteccia visiva del cervello che elabora movimenti con la sezione della corteccia motoria che si pensa contenga i neuroni specchio. I ricercatori affermano di aver visto, in sostanza, prove di discrepanza o conflitto percettivo. Il cervello "si è illuminato" quando l'aspetto umano dell'androide e il suo movimento robotico "non hanno funzionato". Ayşe Pınar Saygın, un assistente professore dell'UCSD, ha affermato che "Il cervello non sembra sintonizzato selettivamente né sull'aspetto biologico né sul movimento biologico di per sé. Quello che sembra fare è cercare che le sue aspettative siano soddisfatte - che l'aspetto e il movimento siano congruenti.
Tinwell et al. (2011) stanno studiando la percezione dello spettatore in relazione all'espressione facciale e al linguaggio di personaggi realistici e simili a quelli umani destinati a videogiochi e film. La considerazione è anche data da Tinwell et al. (2010) su come il perturbante possa essere esagerato per i personaggi antipatici nei giochi horror di sopravvivenza. Basandosi sul corpus di lavori già intrapresi nella scienza degli androidi, questa ricerca intende costruire un quadro concettuale della uncanny valley utilizzando personaggi 3D generati in un motore di gioco in tempo reale. L'obiettivo è analizzare come i fattori intermodali dell'espressione facciale e del linguaggio possano esagerare il perturbante. Tinwell et al. (2011) hanno anche introdotto la nozione di un uncanny wall (traducibile in muro perturbante) "non scalabile", la quale suggerisce che il discernimento di uno spettatore per rilevare le imperfezioni nel realismo manterrà il passo con le nuove tecnologie nella simulazione del realismo. Un riassunto della ricerca di Angela Tinwell sulla uncanny valley, le ragioni psicologiche dietro il perturbamento e il modo in cui i designer possono superare il perturbante nei personaggi virtuali simili a quelli umani, è fornito nel suo libro The Uncanny Valley in Games and Animation pubblicato nel 2014 dalla casa editrice CRC Press.
Principi di design Sono stati proposti diversi principi di design per evitare l'effetto uncanny valley:
Gli elementi di design dovrebbero corrispondere al realismo umano. Un robot può apparire inquietante quando elementi umani e non umani vengono mescolati. Per esempio, sia un robot con una voce sintetica sia un essere umano con una voce umana sono risultati meno inquietanti di un robot con una voce umana o di un essere umano con una voce sintetica. Affinché un robot dia una impressione più positiva, il suo grado di realismo umano nell'aspetto dovrebbe corrispondere anche al suo grado di realismo umano nel comportamento. Se un personaggio animato sembra più umano dei suoi movimenti, questo dà un'impressione negativa. Studi di neuroimaging umano indicano anche che l'aspetto corrispondente e la cinematica del movimento sono importanti. Ridurre conflitti e incertezze abbinando aspetto, comportamento e capacità. In termini di prestazioni, se un robot ha un aspetto troppo simile a un elettrodomestico, le persone si aspettano poco da lui; se ha un aspetto troppo umano, le persone si aspettano troppo da lui. Un aspetto fortemente umano porta all'aspettativa che siano presenti determinati comportamenti, come dinamiche di movimento simili a quelle umane. Questo probabilmente opera a livello subconscio e potrebbe avere una base biologica. I neuroscienziati hanno osservato che «quando le aspettative del cervello non vengono soddisfatte, il cervello [...] genera un "errore di previsione". Man mano che gli agenti artificiali simili agli umani diventeranno più comuni, forse i nostri sistemi percettivi verranno ricalibrati per adattarsi a questi nuovi partner sociali. Oppure, forse, decideremo che dopotutto non è una buona idea creare [robot] così chiaramente a nostra immagine e somiglianza». Le proporzioni facciali umane e le texture fotorealistiche dovrebbero essere utilizzate solo insieme. Una texture umana fotorealistica richiede proporzioni facciali umane, altrimenti il personaggio generato al computer potrebbe provocare un effetto uncanny valley. Proporzioni facciali anomale, comprese quelle tipicamente utilizzate dagli artisti per aumentare l'attrattiva (ad esempio, occhi grandi), possono apparire inquietanti con una texture umana fotorealistica.
Critiche Sono state avanzate numerose critiche in merito all'esistenza della uncanny valley come fenomeno unitario suscettibile di esame scientifico:
L'effetto uncanny valley è un gruppo eterogeneo di fenomeni. I fenomeni considerati come espressione dell'effetto possono essere diversi, coinvolgere diverse modalità sensoriali e avere cause multiple, possibilmente sovrapposte. Il patrimonio culturale delle persone può avere una influenza considerevole sul modo in cui gli androidi vengono percepiti rispetto all'effetto. L'effetto uncanny valley potrebbe anche essere generazionale. Le generazioni più giovani, più abituate alle immagini generate al computer (CGI), ai robot e simili, potrebbero essere meno soggette ad essere colpite.