恐怖谷理論（另名恐惑谷，英語：Uncanny Valley；日語：不気味の谷現(xiàn)象）是一個(gè)關(guān)于人類對(duì)機(jī)器人和非人類物體的感覺的假設(shè)。1970年由日本機(jī)器人專家森昌弘提出。其中，“恐怖谷”一詞由恩斯特·詹池（Ernst Jentsch）于1906年的論文《恐怖谷心理學(xué)》中提出，而此概念后來被西格蒙德·弗洛伊德（Freud）在1919年的論文《恐怖谷》中闡述，因而成為著名心理學(xué)理論。
恐怖谷理論的主要內(nèi)容為：由于機(jī)器人與人類在外表、動(dòng)作上相似，所以人類亦會(huì)對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生正面的情感；而當(dāng)機(jī)器人與人類的相似程度達(dá)到一個(gè)特定程度的時(shí)候，人類對(duì)他們的反應(yīng)便會(huì)突然變得極其負(fù)面和反感，哪怕機(jī)器人與人類只有一點(diǎn)點(diǎn)的差別，都會(huì)顯得非常顯眼刺目，從而整個(gè)機(jī)器人有非常僵硬恐怖的感覺，猶如面對(duì)行尸走肉；當(dāng)機(jī)器人和人類的相似度繼續(xù)上升，相當(dāng)于普通人之間的相似度的時(shí)候，人類對(duì)他們的情感反應(yīng)會(huì)再度回到正面，產(chǎn)生人類與人類之間的移情作用。關(guān)于恐怖谷形“恐怖谷效應(yīng)”的成因主要有生理防御機(jī)制、認(rèn)知加工過程、個(gè)體成長早期感受性發(fā)展、違背預(yù)期假說等。
恐怖谷理論在人們的日常生活以及影視作品中擁有十分廣泛的應(yīng)用，例如毛絨玩具以及仿真機(jī)器人都在刻意規(guī)避由于過于擬人化而導(dǎo)致的恐怖谷效應(yīng)；而在影視領(lǐng)域，特別是在恐怖電影領(lǐng)域，制造一種令人不安的感覺。恐怖谷的原理甚至可以伸延應(yīng)用于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的角色上。
概念的提出和內(nèi)容
假設(shè)提出
“恐怖谷”這個(gè)名詞最初來自德國心理學(xué)家恩斯特·詹池于1906年的論文《恐怖谷心理學(xué)》，1919年西格蒙德·弗洛伊德在論文《恐怖谷》中進(jìn)行了進(jìn)一步闡述，因兩位學(xué)者的學(xué)術(shù)影響力使該概念逐步進(jìn)入心理學(xué)研究視野。1970年，日本機(jī)器人專家森政弘（Masahiro Mori）在日本的《能源（Energy）》雜志上發(fā)表《恐怖谷（Uncanny Valley）》一文，提出了人與機(jī)器人互動(dòng)過程中的恐怖谷效應(yīng)，森鄭弘把恐怖谷觀念建立于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)之上:作為一個(gè)發(fā)展機(jī)器人或假肢工程的機(jī)器人專家，他曾感到在1970年可以買到的甚至最像人的假肢，還是遺留有令人恐怖或異常的感覺。該文于2012年被譯為英文發(fā)表。
概念內(nèi)容
森政弘用一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)y=f(x)的值形成的圖表來作為他的文章的開頭。這個(gè)函數(shù)是解釋單一原因和結(jié)果的抽象公式:y的值依賴于x的值，或是x的結(jié)果。而在日常生活中并不是所有現(xiàn)象都符合這一規(guī)律，森政弘認(rèn)為在機(jī)器人技術(shù)中，試圖創(chuàng)造100%的仿真性，人類是失敗的。動(dòng)物和木偶比起接近100%仿真的假肢更容易被人們接受作為伙伴。這種人工產(chǎn)物就像對(duì)僵尸的感受一樣終結(jié)在“恐怖谷”中。
森政弘的假設(shè)指出，由于機(jī)器人與人類在外表﹑動(dòng)作上都相當(dāng)相似，所以人類亦會(huì)對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生正面的情感，直至到了一個(gè)特定程度，他們的反應(yīng)便會(huì)突然變得極之反感。哪怕機(jī)器人與人類有一點(diǎn)點(diǎn)的差別，都會(huì)顯得非常顯眼刺目，讓整個(gè)機(jī)器人顯得非常僵硬恐怖，讓人有面對(duì)行尸走肉的感覺。可是，當(dāng)機(jī)器人的外表和動(dòng)作和人類的相似度繼續(xù)上升的時(shí)候，人類對(duì)他們的情感反應(yīng)亦會(huì)變回正面，貼近人類與人類之間的移情作用。
相關(guān)研究
猴子實(shí)驗(yàn)
2009年，普林斯頓大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將一個(gè)高仿真重建的猴子面部放在猴子面前時(shí)，它目光移開的頻率，遠(yuǎn)高于看到真猴子和漫畫猴子的時(shí)候，因此，該實(shí)驗(yàn)認(rèn)為因?yàn)楹镒釉诳吹礁叻抡鎴D像時(shí)，心里的不安感更強(qiáng)。
神經(jīng)元實(shí)驗(yàn)
研究人員賽根等人發(fā)現(xiàn)大腦的顳葉腦區(qū)中存在一個(gè)行動(dòng)知覺系統(tǒng)，當(dāng)某個(gè)主體在觀看不同的對(duì)象時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)元放電激活，這意味著主體會(huì)對(duì)不同的對(duì)象的行為模式進(jìn)行評(píng)估，以便使該主體產(chǎn)生相應(yīng)的情緒、決策與判斷。在這個(gè)生物機(jī)制基礎(chǔ)上，研究人員讓被試者去觀看三種不同的場景：
(1)讓被試觀看具有一副機(jī)械軀體和零件的機(jī)器人，同時(shí)檢測其顳葉腦區(qū)；(2)讓被試觀看具有一副仿真皮膚和肢體的人型機(jī)器人，同時(shí)檢測其葉腦區(qū)；(3)讓被試觀看一個(gè)真人，并監(jiān)測其顳葉腦區(qū)的神經(jīng)元活躍情況。
最終，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示當(dāng)被試在觀看機(jī)械軀體的機(jī)器人和真人的時(shí)候，其顳葉腦區(qū)的行動(dòng)知覺系統(tǒng)活躍程度相差無幾，但當(dāng)被試觀看人形的仿生機(jī)器人時(shí)，其大腦活躍程度呈指數(shù)倍增。這項(xiàng)研究說明，當(dāng)被試在觀看機(jī)械機(jī)器人和真人時(shí)，由于其大腦可以非常輕松地對(duì)觀察對(duì)象進(jìn)行分類和確認(rèn)，因此不需要調(diào)動(dòng)那么多的神經(jīng)元去處理這件事情，但是當(dāng)被試面對(duì)人形的仿生機(jī)器人時(shí)，由于其具有人形外觀，但其行動(dòng)模式卻是機(jī)器人那樣軀體僵硬不自然，因此大腦需要調(diào)動(dòng)更多的腦區(qū)和神經(jīng)元，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)模式和外表情況對(duì)這個(gè)對(duì)象進(jìn)行判斷和分類。
假手實(shí)驗(yàn)
2018年，波利亞科夫（Ellen Poliakoff）等人用假手進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，與真手相似度低的假手相對(duì)于相似度高的假手、機(jī)械手和真手而言，會(huì)導(dǎo)致更明顯的怪異的感覺。研究者認(rèn)為他們的研究結(jié)果與恐怖谷概念是一致的，應(yīng)該可以看作是對(duì)假手存在恐怖現(xiàn)象的支持。
圖片實(shí)驗(yàn)
2016年，日本學(xué)者松田佳尚（Yoshi-Taka Matsuda）等人的研究表明，嬰兒也會(huì)出現(xiàn)恐怖谷效應(yīng)。他們讓51名6個(gè)月至13個(gè)月大小的嬰兒觀看3張圖片，一張是母親的臉，另一張是陌生人的臉，第三張是用母親與陌生人的面部合成的臉，結(jié)果表明嬰兒更愿意看母親的臉，其次是陌生人的臉，再次才是二者合成的臉。
機(jī)器人實(shí)驗(yàn)
2016年，馬瑟（Maya Mathur）等人對(duì)參與者對(duì)于機(jī)器人面部喜好程度進(jìn)行了的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)1：根據(jù)某些較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，他們從網(wǎng)上搜索得到80張現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)存在的機(jī)器人臉，首先由66名實(shí)驗(yàn)參與者對(duì)機(jī)器人臉根據(jù)它們與機(jī)器人或人臉的相似程度進(jìn)行分類排序，然后由342名實(shí)驗(yàn)參與者對(duì)這些機(jī)器人臉的喜歡程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果得到了與恐怖谷效應(yīng)類似的曲線。實(shí)驗(yàn)2：全部采用數(shù)字合成的兩組各6張機(jī)器人臉，外觀從完全的機(jī)器外表到完全的人臉外表，一組為女性的臉，另一組為男性的臉，分別由52名、92名實(shí)驗(yàn)參與者進(jìn)行喜歡程度的評(píng)價(jià)，結(jié)果也得到了與恐怖谷效應(yīng)類似的曲線。作者認(rèn)為，恐怖谷效應(yīng)的關(guān)鍵特征在他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中均有非常明顯的表現(xiàn)。
電影實(shí)驗(yàn)
2017年，威利·布爾德等人通過讓觀眾觀看不同形式的電影，對(duì)觀眾的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行研究，驗(yàn)證了恐怖谷效應(yīng)。電影D是真人演員在真實(shí)世界中的表演，電影C是通過電腦對(duì)真實(shí)表演的處理結(jié)果，非常逼真，幾近無法區(qū)別，電影B是對(duì)真實(shí)電影的皮克斯動(dòng)畫工作室動(dòng)畫的處理結(jié)果，電影A則是對(duì)真實(shí)電影的一般動(dòng)畫的處理結(jié)果。觀眾對(duì)電影C產(chǎn)生了明顯的恐怖谷效應(yīng)。
形成原因
關(guān)于恐怖谷形“恐怖谷效應(yīng)”的成因主要有生理防御機(jī)制、認(rèn)知加工過程、個(gè)體成長早期感受性發(fā)展、違背預(yù)期假說等。
生理防御機(jī)制
該理論認(rèn)為恐怖谷效應(yīng)是通過進(jìn)化獲得的，是人類在漫長的生存中逐漸產(chǎn)生的生理防御機(jī)制。這種進(jìn)化而來的生理防御可能與交配和疾病預(yù)防兩個(gè)方面有關(guān)。人類在進(jìn)化過程中逐漸形成了對(duì)優(yōu)秀配偶的辨識(shí)能力和對(duì)劣質(zhì)配偶的規(guī)避能力。
“像人又非人”的存在在外表上標(biāo)志了低存活率，低生育率，也許因此引發(fā)了人類的厭惡。類似的，這樣的外表也可能預(yù)示了惡疾、病菌、死亡，會(huì)使人類自身產(chǎn)生自然的規(guī)避行為。對(duì)于重病病人、尸體會(huì)產(chǎn)生本能的反感，也是同樣的生存機(jī)制。
分類困難與避免不確定性
原因來源有幾個(gè)，一是源于高仿真形態(tài)下真假的不確定帶來的不安。仿真度很低，人們不怕，因?yàn)橹滥鞘羌俚模抡娑雀叩揭欢ǔ潭龋藗冇袝r(shí)候就不確定真假，把真人當(dāng)假人，把假人當(dāng)真人，都會(huì)嚇到人。恐怖谷現(xiàn)象可以用以下想法解釋，如果一個(gè)實(shí)體充分地“不夠擬人”，那它的類人特征就會(huì)顯眼并且容易辨認(rèn)，產(chǎn)生移情作用。
另外，源于一種威脅感，和人類如此相似卻非人類，會(huì)讓人覺得會(huì)遭到潛在的威脅。當(dāng)人預(yù)期仿真機(jī)器人應(yīng)該像機(jī)器人一樣但實(shí)際上卻像人類一樣做著各種表情時(shí)，人就會(huì)滋生矛盾、混亂了，認(rèn)知上不能馬上解決這種矛盾，進(jìn)而催生了不安，甚至是恐怖等負(fù)性情緒。
個(gè)體成長早期感受性發(fā)展
人類個(gè)體從出生到逐漸長大成人的過程中，通過各種途徑在某種文化背景中發(fā)展出對(duì)事物的認(rèn)識(shí)。已有的關(guān)于嬰幼兒的實(shí)驗(yàn)研究表明，不同年齡的孩子對(duì)恐怖谷效應(yīng)的敏感程度存在明顯的差異。美國學(xué)者萊克維茲（David Lewkowicz）等人的研究表明，相較真人的臉，嬰兒更不愿意看融合了恐怖特征的虛擬的人臉。年齡較小的嬰兒（6個(gè)月）在這方面的表現(xiàn)并不明顯，但年齡較大的嬰兒（12個(gè)月）表現(xiàn)則非常顯著。
違背預(yù)期假說
違背預(yù)期假說可能主要源于人類的擬人化心理特征。20世紀(jì)初，德國心理學(xué)家延奇（Ernst Jentsch）認(rèn)為，人類產(chǎn)生恐怖感的一個(gè)重要原因是，人類本能地把外部世界的事物與自身進(jìn)行類比，傾向于推測外部事物擁有生命，從而產(chǎn)生恐怖感。就像小孩子總以為到處都有惡魔，經(jīng)常給許多事物賦予生命那樣。人們也會(huì)把一些認(rèn)知與情感狀態(tài)賦予機(jī)器人，從而產(chǎn)生對(duì)機(jī)器人的行為與表現(xiàn)更像人的預(yù)期。但是，當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到使機(jī)器人的面部表情與行為能力跟人類高度相似，因而會(huì)產(chǎn)生恐怖谷效應(yīng)。
應(yīng)用與實(shí)例
電影
動(dòng)畫影片《錫鐵小兵》中的嬰兒讓很多觀眾感到不適，電影中嬰孩的臉全由電腦繪出，跟人類差別不大，但卻惹起人們的恐懼和反感。二維的影像令恐怖谷的效果減少，但嬰孩的臉的細(xì)節(jié)依然令人物看起來既邪惡又世故。《玩具總動(dòng)員》中的胡迪也被視為恐怖谷的例子。
電影《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》上映，吸引了無數(shù)科幻愛好者前去觀看。影片中阿麗塔臉上皺紋、雀斑乃至鼻子上的小傷疤都一清二楚，皮膚、眼神就像真人一樣。但是不少人看完了以后感覺女主的大眼睛有點(diǎn)恐怖。
廣告
20世紀(jì)60年代，麥當(dāng)勞模仿電視節(jié)目Bozo Show中的小丑形象，設(shè)計(jì)出品牌吉祥物Ronald Mc Donald，就是后來坐在麥當(dāng)勞店門前面的“麥當(dāng)勞叔叔”。它有著夸張的表情和小丑特有的裝扮。麥當(dāng)勞試圖以它來傳遞歡樂的品牌調(diào)性，但出乎意料的是，當(dāng)歡樂小丑展示在人們面前的時(shí)候，部分孩子卻產(chǎn)生了厭惡和恐懼，害怕看見小丑那種夸張的略顯怪異的表情，這就是所謂的“小丑恐懼”。
近年來，在品牌數(shù)字化升級(jí)的背景下，廣告擬人化設(shè)計(jì)正在從京東集團(tuán)“狗”、美團(tuán)“袋鼠”等logo的萌化，開始瞄準(zhǔn)“虛擬數(shù)字人”的設(shè)計(jì)開發(fā)，出現(xiàn)了像百信銀行的AIYA（艾雅）那樣的AI虛擬品牌官，她有身高體重星座的數(shù)據(jù)，也有性格專長能力等人格特征。進(jìn)而拉近人們的距離。
理論延伸
佛教式“恐怖谷”理論
該理論將佛教與恐怖谷理論相結(jié)合，認(rèn)為人們應(yīng)該對(duì)所有生物和存在本身都具有慈悲心懷，甚至包括對(duì)人類的技術(shù)產(chǎn)品。總的來說，就是這些事物都包含佛性，而恐怖的來源歸因于佛教中的欲望。
恐怖管理理論
該理論將恐怖谷理論的兩大形成原因—人的自我防御機(jī)制以及生物學(xué)本能相結(jié)合，認(rèn)為人是唯一能意識(shí)到自己終將死亡的物種，死亡必然會(huì)與人類自身的生存意志發(fā)生直接沖突，由此帶來了恐懼。而面對(duì)一個(gè)類似人外形而一動(dòng)不動(dòng)的物體時(shí)，人自身的保護(hù)機(jī)制會(huì)下意識(shí)的認(rèn)為其是一具尸體，進(jìn)而趨勢自身遠(yuǎn)離他。
相關(guān)看法
人類對(duì)機(jī)器人和虛擬人物可信賴度的看法
在2016年國際認(rèn)知科學(xué)頂級(jí)刊物《Cognition》的一篇論文中，Maya Mathur和David Reichling討論了他們關(guān)于人類對(duì)機(jī)器人面部和數(shù)字合成面部反應(yīng)的研究。他們發(fā)現(xiàn)，在這些反應(yīng)中存在著恐怖谷效應(yīng)。他們甚至發(fā)現(xiàn)，恐怖谷效應(yīng)會(huì)影響人類對(duì)機(jī)器人和虛擬人物可信賴度的看法。
人機(jī)交互中探索高度的人類相似性
根據(jù)印第安納大學(xué)-普渡大學(xué)印第安納波利斯分校（IUPUI）人機(jī)交互教授Karl MacDorman教授的觀點(diǎn)，恐怖谷效應(yīng)對(duì)機(jī)器人的設(shè)計(jì)和發(fā)展方向產(chǎn)生了明顯影響，阻礙了機(jī)器人在人機(jī)交互領(lǐng)域的進(jìn)展。為了加速機(jī)器人技術(shù)在社會(huì)中的應(yīng)用，解決恐怖谷效應(yīng)是必不可少的。
2010年，達(dá)特茅斯學(xué)院的研究人員Christine Looser和Thalia Wheatley對(duì)于人類對(duì)模擬面孔的反應(yīng)進(jìn)行了評(píng)估，并發(fā)現(xiàn)當(dāng)模擬面孔達(dá)到一定程度的真實(shí)感時(shí)，超過65%的參與者會(huì)認(rèn)為它們是真實(shí)的人類。這些發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被機(jī)器人開發(fā)公司納入設(shè)計(jì)中，并采取積極措施來避免恐怖谷效應(yīng)對(duì)市場接受度的影響。
加的夫大學(xué)心理學(xué)院研究恐怖谷效應(yīng)的研究員Alex Diel指出，完全避開恐怖谷效應(yīng)是一種可行的方法。這可能意味著在設(shè)計(jì)機(jī)器人外觀和行為時(shí)避免過度人類化，或者尋找其他創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方式來避免引起人們的不適和厭惡。
總的來說，解決恐怖谷效應(yīng)是推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵問題，需要設(shè)計(jì)師和研究者共同尋找創(chuàng)新的方法來克服這一挑戰(zhàn)。
相關(guān)爭議
有些機(jī)械人科學(xué)家曾尖銳地批評(píng)“恐怖谷理論”，指出森政弘圖表中最右邊的部分毫無根據(jù)，因?yàn)橹?1世紀(jì)初的技術(shù)，也只能做到擬人性不高的機(jī)械人。曾制造仿真女友機(jī)械頭顱、美國機(jī)械人研究者漢森說，恐怖谷的概念“完完全全地是一個(gè)偽科學(xué)，但人們卻代之以科學(xué)。”卡耐基·梅隆大學(xué)的人類—機(jī)械人互動(dòng)研究者凱斯勒質(zhì)疑“恐怖谷”的科學(xué)地位，提出“我們有證據(jù)顯示它是對(duì)的，也有證據(jù)顯示它是錯(cuò)的。”
應(yīng)對(duì)措施
機(jī)器人領(lǐng)域
非人化
卡迪夫大學(xué)心理學(xué)院研究恐怖谷效應(yīng)的研究員Diel評(píng)論道：許多公司通過使用機(jī)械的外觀和動(dòng)作，而不是像人一樣的外觀和動(dòng)作，完全避免了恐怖谷效應(yīng)帶來的影響。這意味著公司有意從機(jī)器人身上去除類似人類的特征，如逼真的臉或眼睛，或?qū)⑵鋭?dòng)作設(shè)計(jì)成明顯的非人類動(dòng)作。
Diel以電動(dòng)汽車制造商推出的概念機(jī)器人——特斯拉機(jī)器人為例，雖然是人形機(jī)器人，但是卻并沒有設(shè)計(jì)人臉，這確保了人腦的面部處理系統(tǒng)不會(huì)將其視為人臉的變形版本。
可愛化
另一種減輕恐怖谷效應(yīng)帶來的影響的方法是，將機(jī)器人設(shè)計(jì)成卡通樣式的，看起來像人的同時(shí)還有一定的吸引力，但又不會(huì)顯得太真實(shí)。Diel指出Pepper就是一款走這條路線的產(chǎn)品，這是軟銀機(jī)器人（上海）有限公司（SoftBankRobotics）生產(chǎn)的一款機(jī)器人。
有研究表明，可愛能夠確實(shí)地激活擬人化的進(jìn)程，從而在使用產(chǎn)品的過程中變得更加積極和耐心，降低抗拒心理，更有可能學(xué)會(huì)復(fù)雜的操作，因此，目前市場上大部分?jǐn)M人服務(wù)機(jī)器人都具有圓潤、豐滿的特點(diǎn)，即便是完全仿真的機(jī)器人也會(huì)采用具有可愛特征的女性形象，如HRP-4C，可愛傾向的擬人化設(shè)計(jì)成為主流。
影視領(lǐng)域
增強(qiáng)熟悉程度
可以通過情節(jié)的干預(yù)，在心里方面或情感方面，給觀眾情緒以緩沖，例如《剪刀手愛德華》中的愛德華，其蒼白的面頰會(huì)讓人產(chǎn)生詭異和不適，但通過對(duì)愛德華自身的單純以及對(duì)女主人公的愛的描述，讓觀眾對(duì)其產(chǎn)生同情和好感，從而抵消人物本身形象的缺陷。
混合動(dòng)畫
在電影動(dòng)畫領(lǐng)域，采用真人表演與動(dòng)畫外形相結(jié)合的混合動(dòng)畫的方式，塑造出非真實(shí)意義上的人，例如《指環(huán)王》中的咕嚕、《阿凡達(dá)》中的納美人以及《復(fù)仇者聯(lián)盟》中變身后的綠巨人，都在一定程度上規(guī)避了恐怖谷效應(yīng)。
參考資料 >
趣味科普 | 恐怖谷效應(yīng). 南京師范大學(xué)心理學(xué)院.2023-08-11
恐怖谷理論.河南理工大學(xué).2023-05-18
The Uncanny Valley: The Original Essay by Masahiro Mori .IEEE Spectrum.2023-08-13
恐怖谷理論.河南理工大學(xué)工商管理學(xué)院.2025-07-06
為什么特斯拉的人形機(jī)器人長得并不像人?一文了解恐怖谷效應(yīng)對(duì)機(jī)器人公司的影響.澎湃新聞.2023-05-17