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AI版“电车难题”:眼动追踪洞察儿童道德发展

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AI版“电车难题”:眼动追踪洞察儿童道德发展

依托于湖南师范大学“认知与人类行为”湖南省重点实验室,颜志强副教授团队长期致力于探索儿童认知与社会行为的关系。随着服务机器人的普及,该团队将研究焦点转向了人机共存时代的道德认知机制,旨在揭示人类——尤其是处于认知发展关键期的儿童——如何看待机器人及其背后的道德价值。 

人机共存时代的道德困境 

既往研究发现,成人在面临牺牲抉择时往往表现出明显的“物种歧视”,即优先维护人类生命。然而,这种道德偏好是与生俱来的,还是在社会化过程中逐渐习得的?学龄前儿童在面对涉及机器人与人类的生死抉择时,是否会展现出与成人不同的决策模式? 

随着人工智能技术的迅速发展,人类与机器人在日常生活中的互动日益增多。然而对于不同年龄段个体在面对人类与机器人的道德抉择时表现出的差异,研究尚不充分。特别是,在机器人逐渐渗透社会生活的背景下,理解儿童和成人如何看待机器人,尤其在复杂的道德困境中如何权衡人类和机器人的价值,是未来设计和优化人机交互系统的重要基础
颜志强 , 博士,副教授 , 湖南师范大学教育科学学院心理学系, 认知与人类行为湖南省重点实验室

人机共存时代的道德困境 

依托于湖南师范大学“认知与人类行为”湖南省重点实验室,颜志强副教授团队长期致力于探索儿童认知与社会行为的关系。随着服务机器人的普及,该团队将研究焦点转向了人机共存时代的道德认知机制,旨在揭示人类——尤其是处于认知发展关键期的儿童——如何看待机器人及其背后的道德价值。 

既往研究发现,成人在面临牺牲抉择时往往表现出明显的“物种歧视”,即优先维护人类生命。然而,这种道德偏好是与生俱来的,还是在社会化过程中逐渐习得的?学龄前儿童在面对涉及机器人与人类的生死抉择时,是否会展现出与成人不同的决策模式? 

电车难题中的眼动追踪 

在这项发表在 Cognitive Development 的研究中,团队采用了2(年龄)×4(条件)的混合设计,考察年龄与不同“牺牲者–幸存者”组合对道德判断的影响。研究团队在中国某幼儿园及大学招募了72名被试,包括36名学龄前儿童(约6岁)和36名成人。实验设计了多种道德困境场景并要求被试做出选择,并在选择后用七点里克特量表评估刚才的选择在道德上的可接受性。 

图1. 道路交通事故困境示例图(左)及标注出的三个兴趣区域(右)。
图1. 道路交通事故困境示例图(左)及标注出的三个兴趣区域(右)。

研究团队使用了Tobii Pro Fusion 屏幕式眼动仪记录被试在决策过程中的眼动行为。相比于单纯的行为结果,眼动追踪技术能够捕捉被试在做出决定前的视觉搜索路径和注意分配。颜志强认为,眼动数据能够揭示个体在面对不同“物种”(人类 vs 机器人)时的关注程度,从而解析道德判断背后的认知加工过程。

更功利的儿童与更亲人类的成人 

研究结果揭示了显著的年龄差异。在涉及人类与机器人的冲突场景中,成年人表现出强烈的“亲人类”倾向,极少选择牺牲人类来拯救机器人,且决策速度较快。相比之下,学龄前儿童则表现出更强的“功利主义”倾向——他们更关注数量(救多不救少),即使这意味着要牺牲人类来拯救机器人。 

眼动数据在更细的颗粒度上解释了行为结果。学龄前儿童在决策过程中的首次注视时间和总注视时间均显著长于成人。这表明儿童在处理跨物种的道德困境时,需要更多的认知资源进行权衡,尚未形成成人那样稳固(或刻板)的“人类优先”图式。此外,学龄前儿童在牺牲者区域的注视时间较长,可能与他们对牺牲者的关注度较高有关。 

图 2.成年被试在实验情境中的热点图
图 2.成年被试在实验情境中的热点图
图 3. 学龄前被试在实验情境中的热点图
图 3. 学龄前被试在实验情境中的热点图

另外,共情和功利主义决策与道德可接受性呈负相关,说明共情的强弱影响了道德判断。回归分析发现,共情水平越高,道德判断时候偏向某种物种的倾向就越低。 

眼动追踪助力未来人机共存的社会 

基于Tobii眼动追踪数据,颜志强团队提出:人类对同类的偏好(物种歧视)可能并非完全是天生的,而是在成长过程中随着社会规范的内化而逐渐增强的。儿童在道德决策中表现出的相对“平等”和“功利”,为我们理解道德认知的发展轨迹提供了新的视角。    

研究团队将道德判断与视觉注意模式相结合,探讨了学龄前儿童与成年人在面对涉及人类和机器人的道德困境时的选择和反应差异。Tobii的眼动追踪技术使得我们可以精确捕捉参与者在道德情境中注视的焦点与时长,从而揭示他们对不同角色(人类或机器人)的关注程度和偏好。
颜志强, 博士,副教授, 湖南师范大学教育科学学院心理学系, 认知与人类行为湖南省重点实验室

关于认知与人类行为湖南省重点实验室

依托Tobii Pro Fusion 等高精度眼动追踪设备,“认知与人类行为”湖南省重点实验室正在从基础认知、语言加工到儿童发展等多个层面系统描绘人类心智的运作方式,并将这些基础研究成果逐步转化,为智能技术时代的教育实践、心理健康和人机共存提供科学依据。 

访问机构官网了解更多。

在Tobii Eyetracking微信公众号推文获了解该研究的详情。

参考文献 

Zhou, K., Chen, M., Xu, H., Cao, Y., & Yan, Z. (2024). Preschoolers prioritize humans over robots less than adults do: An eye-tracking study. Cognitive Development, 72, 101505.

作者

王栋然

阅读时间

5 min

作者

  • 王栋然

    王栋然

    Tobii 知识顾问

    作为Tobii中国的一名知识顾问,我向国内的科研人员及合作伙伴普及眼动追踪技术,助力他们在眼动追踪研究之路上探索前行。我的愿景是推动眼动追踪技术广泛融入科学进步的进程之中。

了解眼动追踪技术在大学研究中的应用