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The Uncanny Valley

The Uncanny Valley : ce terme ne vous dit sûrement rien, et pourtant vous l'avez déjà vécu. Cette expression anglaise, que l'on pourrait traduire par vallée de l'étrange, désigne le malaise que ressentent les humains quand nous regardons ce qui ressemble à un humain, mais qui n'en est pas un, comme des robots ou des mannequins.


Masahori Mori a publié un article en 1970 dans une revue scientifique. Celui qui était un professeur de robotique à l'Institut de Technologie de Tokyo a écrit un essai sur la réaction des humains face à des robots qui ressemblent à des humains. Son article n'a malheureusement pas fait grand bruit. Pourtant, cinquante ans plus tard, ce qu'il explique prend tout son sens et devient au goût du jour. Les concepts décrits peuvent s'appliquer aux robots, aux poupées, aux sculptures de cire et toutes autres représentations imitant l'apparence humaine. Il développe alors un graphique expliquant nos réactions et en les relativisant.


La première version du graphique. L'ordonnée représente l'affinité qu'ont les humains avec la chose. Sur l'abscisse, on trouve le degré de ressemblance avec un humain. ©IEEE Spectrum

Ce graphique peut sembler bien complexe, mais il est en fait assez simple à comprendre. Sur l'ordonnée, la barre verticale, on trouve l'affinité des humains envers les autres entités. Sur l'abscisse, soit la barre horizontale, on retrouve la ressemblance avec un être humain. La courbe désigne alors la relation entre la ressemblance avec l'être humain et l'affinité que nous éprouvons. Au cœur de cette courbe, on trouve l'Uncanny Valley, ou vallée de l'étrange. Comme le théorise Mori, la réponse d'un être humain face à ce qui ressemble à un être humain, mais qui n'atteint pas une apparence totalement humaine, passe vite de l'affinité au dégoût.


Quand nous regardons une machine industrielle, nous ne ressentons aucune émotion particulière. Bien qu'elle bouge et effectue des tâches, il n'y a pas d’ambiguïté. Nous savons que ce n'est pas un humain, et elle n'essaye pas d'y ressembler. Nous n'avons pas d'empathie particulière à son encontre.


Mais, déjà dans les années 70, les créateurs de robots essayaient de leur donner une apparence et des réactions humaines. Les premiers robots humanoïdes ressemblaient plus à des assemblages d'écrous et de piles recouverts d'un semblant de peau et de couleur. Bien que d'apparence plus humaine, nous pouvons encore facilement le distinguer d'un ''vrai'' humain. Nous avons cependant plus d'affinité à son égard qu'une machine industrielle.


C'est à ce moment-là que nos sens commencent à se troubler. La technologie a permis à beaucoup de personnes ayant perdu un membre d'en avoir un synthétique. À première vue, tous sont très réalistes : veines, plis de la peau, couleurs, ongles, poils. On croirait un vrai membre, jusqu'à ce qu'on le touche. En serrant une main artificielle, nous remarquons soudain son manque d'humanité. Sa pâleur, son étrange texture, mais surtout sa fraîcheur nous font changer d'avis. Nous tombons dans l'Uncanny Valley. Tout d'un coup, ce qui nous semblait humain perd notre affection. Le membre artificiel nous semble étrange et non-humain. Nous n'avons pas forcément peur, mais nous sommes dérangés.


En remarquant ces simples détails, notre expérience est passée d'affection et sympathie à dégoût et étrangeté. Cette descente vers l'étrange et la répulsion est ce qui compose l'Uncanny Valley.


Masahori a aussi pris en compte la notion de mouvement dans son essai. Selon celui-ci, le mouvement est essentiel, on le retrouve chez les animaux, les humains, mais aussi les robots. La notion de mouvement accentue les pics et creux de son graphique. Par exemple, un robot éteint n'est qu'un assemblage de vis et d'écrous. Allumé et programmé pour nous serrer la main, en imitant les mouvements naturels des humains, nous développons un peu d'affinité pour ce robot. Mais, quand nous serrons une main artificielle, cette sensation étrange s'accentue. La main non-humaine nous serre la main, notre cœur s’accélère, nous sommes parcourus d'un frisson.


La deuxième version du graphique. On retrouve les mêmes abscisse et ordonnée. Une courbe a été rajoutée en pointillé, celle des choses animées. © IEEE Spectrum

Certains robots humanoïdes sont par exemple programmés pour sourire. De grandes études sont faites pour comprendre comment les humains sourissent et quels muscles sont sollicités. Le résultat est implanté dans un robot, lui donnant un sourire presque naturel. Le mouvement du robot est important, mais c'est surtout la vitesse de ces mouvements qui est essentiel. Si le robot sourit deux fois moins vite qu'un humain normal, son expression devient angoissante. Cet exemple illustre parfaitement l'importance du mouvement et de la vitesse dans nos sensations et notre ressenti.


Les humains, en bonne santé, sont au pic du graphique. Nous reconnaissons instinctivement les autres humains. Nous savons qu'ils sont humains, mais surtout vivants. Quand nous mourrons, nous ne bougeons plus, nous devenons froids et livides. Les corps humains tombent au creux de la vallée de l'étrange. Instinctivement, nous savons que cette personne est morte. Pourquoi cette sensation de répulsion face à des corps inanimés ? Masahori Mori ne l'explique pas dans son article, mais il est simple de penser que nous sommes équipés de cette réaction pour notre survie. Cette répulsion serait un simple instinct de conservation. En voyant quelqu'un de malade ou en train de mourir, nous sommes parcourus de la même sensation que celle de l'Uncanny Valley. Il est possible que notre cerveau assimile ces robots qui ne sont pas vraiment vivants à des personnes malades ou en train de mourir. Instinctivement, nous aurions donc la même réaction.


Depuis ce premier essai de Masahori Mori, qui n'avait rien de scientifique car basé sur aucune étude empirique, de nombreux chercheurs et intellectuels se sont penchés plus sérieusement sur la question. Depuis la traduction de son essai en anglais en 2005, de nombreux chercheurs anglo-saxons ont trouvé des explications rationnelles pour cette sensation hors de nos contrôles.


Ce robot est assez dérangeant. Il tombe dans l'Uncanny Valley. Telenoid est pourtant un robot de communication. © Hiroshi Ishiguro/Osaka University/ATR

Stephanie Lay est une chercheuse ayant travaillé sur cette sensation. Pour elle, il y a trois explications avec du potentiel.


Premièrement, l'explication pourrait résider dans les barrières entre les catégories. Dans le cerveau humain, chaque chose tombe dans une catégorie. Il y a ce qui se mange et ce qui ne se mange pas, ce qui se boit et ce qui ne se boit pas, et cetera. Nous avons aussi des limites entre ce qui tombe dans chaque catégorie. Dans le cas des choses qui ressemble à des humains, mais qui ne le sont pas, nous serions troublés. Nous ne savons plus dans quelle catégorie cette chose tombe : humain ou non-humain ? Deux visions s'affrontent dans notre cerveau, créant une dissonance cognitive. Ce phénomène pourrait être à l'origine de notre sensation de malaise.


Une autre explication pourrait se loger dans notre perception des qualités qui rendent une machine humaine. Dans une série d’expériences, Kurt Gray et Daniel Wegner ont trouvé que les machines deviennent déstabilisantes quand on leur attribue la possibilité de sentir et de faire sens de ce qu'elles vivent. Si on attribue à une machine la possibilité d'agir, nous ne sommes pas si déstabilisés. La déstabilisation vient donc de l'habilité de sentir et de faire sens, qui sont des qualités fondamentalement humaines. Ce biais est souvent utilisé dans les films d'horreur. Par exemple, Annabelle est une poupée, mais a des comportements humains, ce qui la rend très angoissante. Il en va de même pour toutes les autres entités invoquées dans ces films comme le clown Ça.


Enfin, cette sensation de malaise pourrait venir d'une différence entre l'apparence des machines et leur comportement. Si ces deux paramètres ne correspondent pas, nous sommes déstabilisés. La machine ne peut pas parfaitement réagir à tous les stimulus de son environnement. Ce manque de réaction nous déroute. Instinctivement, tous les humains réagissent, même inconsciemment, à des stimulus : nous fronçons les sourcils, nous plissons nos yeux, nous sourions, etc. Les machines ne réagissant pas exactement comme nous, mais nous ressemblant, nous déroutent. Même si elles réagissent, il n'est pas dit qu'elles réagissent de la ''bonne manière''.


Il est important d'étudier l'effet de l'Uncanny Valley alors que nous développons de plus en plus de robots et autres machines humanoïdes. Si nous voulons pouvoir les démocratiser, il faut que nous, en tant qu'humain, puissions nouer une relation de confiance avec ces entités. Il faut qu'elles nous inspirent de la sympathie. Comprendre comment ne pas tomber dans la vallée de l'étrange aidera tous les développeurs à mieux retranscrire l'essence humaine dans une machine.


La technologie a en cinquante ans bien avancé. Le phénomène de la vallée de l'étrange s'étend à de nouveaux domaines comme dans l'animation. Dans les films ou dessins animés, nous voyons souvent des images de synthèse. Ces images répliquent des êtres humains, avec plus ou moins de précisions. L'exemple le plus célèbre sont les enfants du Pôle Express. Nous voyons qu'ils représentent des humains, mais ils nous déroutent en même temps. Quelque chose sonne faux dans leurs expressions faciales. Il en est de même dans le film Cats qui avait fait grand bruit. Ces félins à l'apparence humaine déroutantes avaient révulsé les internautes. Dans les jeux-vidéo, les personnages humains sont eux aussi plus ou moins réussis et nous inspire plus ou moins de sympathie.


Comprendre l'Uncanny Valley est un enjeu pour le cinéma et les jeux-vidéo. On critique souvent les films qui n'arrivent pas à retranscrire l'essence humaine dans leurs personnages. Certains personnages tombent en fait dans la vallée de l'étrange. Des studios font alors le choix de déformer ou accentuer des traits pour ne pas tomber dans cette sensation. On trouve alors des personnages que nous savons humains mais qui ont des yeux gigantesques ou des proportions comiques.


L'Uncanny Valley est encore un effet très mystérieux. Chacun d'entre nous l'a déjà vécu, et pourtant nous n'en savons pas grand-chose. N'ayez pas peur la prochaine fois que vous croisez un robot humanoïde. C'est juste votre instinct de survie qui veut vous pousser à fuir.


Emilie