1496
需用时 02:59
【论文故事】笑容和怒容,狗狗分得清

喜悦、悲伤、愤怒、恐惧……人与人之间有着种种共通的情绪,而一个人的面部表情或多或少会透露他的内心想法。人类之间能相互“看脸”自然并不稀奇,但来自奥地利维也纳兽医大学的路德维希·胡伯(Ludwig Huber)及其团队发现,人类最亲近的小伙伴之一——狗,也能够区分人类的喜悦和愤怒表情,这也是首次有研究发现非人类的生物能够区分其他物种的不同情绪类表情。论文结果近日发表在《当代生物学》(Current Biology)上。


胡伯教授的团队专注研究动物的比较认知,这一次,宠物狗成为了研究的主角。图片来源:Fotostudio Wilke, Vienna​

胡伯选取了家养宠物狗作为研究对象——宠物狗与人类的相处时间较长,它们更可能识别出人类的表情。为了进行表情识别实验,胡伯首先搭建了一个人与狗的互动装置。在汪星人被安置在机器的一侧,它面前的触摸屏可以显示图片,触屏下方有奖励食物的孔道。


实验装置示意图。在实验时,狗主人就坐在房间的另一侧,面朝向工作人员(图中未画出狗主人)。在观察图片时,狗的鼻子距离屏幕至多不超过30cm。图片来源:参考文献

为了让汪星人理解自己在实验中需要做些什么,在正式实验前,胡伯对参与实验的宠物狗进行了训练——他向这些狗狗展示了人类的常规正脸及脸的背侧图作为预训练,再提供喜悦或愤怒的人脸照片。值得一提的是,在训练过程中,胡伯只向它们提供一张脸的上半部分或是下半部分;而在正式实验时,则选用多达四种不同的检测方式来检验狗的识别表现,以确保狗狗不能通过特定细节判断图片相对应的表情。看下面的图片,作为蓝星人的你能够多准确的分辨出对应的情绪?


预训练(Pre-training)、训练(Traing及四种测试(Probe Trials的图样展示。所有图片均为白人女性,其中预训练的10张照片为实验工作人员;作为训练和实验的25张照片则来自网络数据库。测试过程中所选用的四种方式分别是:与训练时同一张脸的另外半边(下,左二);与训练时同一张脸的左半边(下,右一);另一张脸与训练时的同半边(下,左一);以及另一张脸的另外半边(下,右二)。图片来源:参考文献

胡伯对果壳网科学人解释这种实验设计的用意:“先对狗提供半张脸的图片进行训练,再用另外半张脸进行测试,为了检测狗能否真正地通过面部表情来区分喜怒,以避免它们观察到一些比较直接的表情证据。举例来说,当测试时它们被提供了一张笑脸的上半部分,它们就无法像训练时那样,通过笑开的嘴巴和露出的牙齿来预测这是一个喜悦的表情。”


训练中的狗狗。图片来源:Clever Dog lab, Vienna

结果显示,参与实验的汪星人展现出了非凡的表情识别能力——在四种不同的测试条件下,它们的识别结果没有显现出显著差异,并且都与训练结果相差无几。这一结果令胡伯大感意外。在他的预期中,狗在测试时应该对与训练时同一人的左半边脸或是另一个人的同半边脸更加敏感,因为起码这些图片会与训练图片具备一定的相关性。

“对此我感到非常惊讶。在我们之前的工作发现狗能够区分人脸,那时它们可能借助一些了易感知的表情特征来完成识别。但在这次实验中,它们只能依靠平时生活中对人脸的记忆。理论上,它们是不可能只通过训练图片就正确完成测试的。”胡伯说。

对于这一结果,胡伯猜测这些参与实验的狗在平时生活中与主人建立了非常亲密的关系,也与其他人类频繁接触,从而建立起了一个整体性的表情识别习惯,而并不局限于脸上的某一器官或单一的位置。这个理论也得到了旁证——在训练过程中,无论是出示上半张脸还是下半张脸,狗的学习速度并没有出现差异。不过,当狗面对一个愤怒的表情时,它们做出应对的速度要更慢,这可能是狗狗的天性使然:人类愤怒情绪可能是对它们有害的信号,狗狗要完成任务,就需要先克服趋避此类刺激的冲动。

狗的聪慧声名在外,在本次实验中的表现更是令人惊讶。不过,先别急着将“看懂你的脸色”想成狗狗理所应当掌握的事情。胡伯强调:“仅从现有的结果,我们还不能说狗能够识别人们面部表情,也不能确定它们是否明白了这些表情的含义及后果——比如可以跟一个开心的人玩耍,而该去警惕一个发怒的人什么的。我们只能说,它们可以‘区分’这些表情。”蓝星人和汪星人能够相互理解到什么程度,还需要用更多的证据说话。


犬夜叉:“不是说我!我看得懂!”

(编辑:Calo)

参考文献:

  1. Muller et al., Dogs Can Discriminate Emotional Expressions of Human Faces, Current Biology (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.12.055 ​

文章题图:Clever Dog lab Vienna

The End

发布于2015-02-19, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

举报这篇文章

Lucorta92

生物医学博士后

pic