恐怖谷理论（另名恐惑谷，英语：Uncanny Valley；日语：不気味の谷現象）是一个关于人类对机器人和非人类物体的感觉的假设。1970年由日本机器人专家森政弘提出。其中，“恐怖谷”一词由恩斯特·詹池（Ernst Jentsch）于1906年的论文《恐怖谷心理学》中提出，而此概念后来被西格蒙德·弗洛伊德（Freud）在1919年的论文《恐怖谷》中阐述，因而成为著名心理学理论。

恐怖谷理论的主要内容为：由于机器人与人类在外表、动作上相似，所以人类亦会对机器人产生正面的情感；而当机器人与人类的相似程度达到一个特定程度的时候，人类对他们的反应便会突然变得极其负面和反感，哪怕机器人与人类只有一点点的差别，都会显得非常显眼刺目，从而整个机器人有非常僵硬恐怖的感觉，犹如面对行尸走肉；当机器人和人类的相似度继续上升，相当于普通人之间的相似度的时候，人类对他们的情感反应会再度回到正面，产生人类与人类之间的移情作用。关于恐怖谷形“恐怖谷效应”的成因主要有生理防御机制、认知加工过程、个体成长早期感受性发展、违背预期假说等。

恐怖谷理论在人们的日常生活以及影视作品中拥有十分广泛的应用，例如毛绒玩具以及仿真机器人都在刻意规避由于过于拟人化而导致的恐怖谷效应；而在影视领域，特别是在恐怖电影领域，制造一种令人不安的感觉。

“恐怖谷”这个名词最初来自德国心理学家恩斯特·詹池于1909年的论文《恐怖谷心理学》，1919年西格蒙德·弗洛伊德在论文《恐怖谷》中进行了进一步阐述。1970年，日本机器人专家森政弘（Masahiro Mori）在日本的《能源（Energy）》杂志上发表《恐怖谷（Uncanny Valley）》一文，提出了人与机器人互动过程中的恐怖谷效应，森郑弘把恐怖谷观念建立于个人经验之上:作为一个发展机器人或假肢工程的机器人专家，他曾感到在1970年可以买到的甚至最像人的假肢，还是遗留有令人恐怖或异常的感觉。该文于2012年被译为英文发表。

森政弘用一个数学函数y=f(x)的值形成的图表来作为他的文章的开头。这个函数是解释单一原因和结果的抽象公式:y的值依赖于x的值，或是x的结果。而在日常生活中并不是所有现象都符合这一规律，森政弘认为在机器人技术中，试图创造100%的仿真性，人类是失败的。动物和木偶比起接近100%仿真的假肢更容易被人们接受作为伙伴。这种人工产物就像对僵尸的感受一样终结在“恐怖谷”中。

森政弘的假设指出，由于机器人与人类在外表﹑动作上都相当相似，所以人类亦会对机器人产生正面的情感；直至到了一个特定程度，他们的反应便会突然变得极之反感。哪怕机器人与人类有一点点的差别，都会显得非常显眼刺目，让整个机器人显得非常僵硬恐怖，让人有面对行尸走肉的感觉。可是，当机器人的外表和动作和人类的相似度继续上升的时候，人类对他们的情感反应亦会变回正面，贴近人类与人类之间的移情作用。

2009年，普林斯顿大学的进化生物学家实验发现，将一个高仿真重建的猴子面部放在猴子面前时，它目光移开的频率，远高于看到真猴子和漫画猴子的时候，因此，该实验认为因为猴子在看到高仿真图像时，心里的不安感更强。

研究人员赛根等人发现大脑的颞叶脑区中存在一个行动知觉系统，当某个主体在观看不同的对象时，该系统会产生神经元放电激活，这意味着主体会对不同的对象的行为模式进行评估，以便使该主体产生相应的情绪、决策与判断。在这个生物机制基础上，研究人员让被试者去观看三种不同的场景：

(1)让被试观看具有一副机械躯体和零件的机器人，同时检测其颞叶脑区；(2)让被试观看具有一副仿真皮肤和肢体的人型机器人，同时检测其叶脑区；(3)让被试观看一个真人，并监测其颞叶脑区的神经元活跃情况。

最终，实验结果显示当被试在观看机械躯体的机器人和真人的时候，其颞叶脑区的行动知觉系统活跃程度相差无几，但当被试观看人形的仿生机器人时，其大脑活跃程度呈指数倍增。这项研究说明，当被试在观看机械机器人和真人时，由于其大脑可以非常轻松地对观察对象进行分类和确认，因此不需要调动那么多的神经元去处理这件事情，但是当被试面对人形的仿生机器人时，由于其具有人形外观，但其行动模式却是机器人那样躯体僵硬不自然，因此大脑需要调动更多的脑区和神经元，根据其运动模式和外表情况对这个对象进行判断和分类。

2018年，波利亚科夫（Ellen Poliakoff）等人用假手进行了实验研究，结果表明，与真手相似度低的假手相对于相似度高的假手、机械手和真手而言，会导致更明显的怪异的感觉。研究者认为他们的研究结果与恐怖谷概念是一致的，应该可以看作是对假手存在恐怖现象的支持。

2016年，日本学者松田佳尚（Yoshi-Taka Matsuda）等人的研究表明，婴儿也会出现恐怖谷效应。他们让51名6个月至13个月大小的婴儿观看3张图片，一张是母亲的脸，另一张是陌生人的脸，第三张是用母亲与陌生人的面部合成的脸，结果表明婴儿更愿意看母亲的脸，其次是陌生人的脸，再次才是二者合成的脸。

2016年，马瑟（Maya Mathur）等人对参与者对于机器人面部喜好程度进行了的实验。实验1：根据某些较为严格的标准，他们从网上搜索得到80张现实世界中真实存在的机器人脸，首先由66名实验参与者对机器人脸根据它们与机器人或人脸的相似程度进行分类排序，然后由342名实验参与者对这些机器人脸的喜欢程度进行评价，结果得到了与恐怖谷效应类似的曲线。实验2：全部采用数字合成的两组各6张机器人脸，外观从完全的机器外表到完全的人脸外表，一组为女性的脸，另一组为男性的脸，分别由52名、92名实验参与者进行喜欢程度的评价，结果也得到了与恐怖谷效应类似的曲线。作者认为，恐怖谷效应的关键特征在他们的实验结果中均有非常明显的表现。

2017年，威利·布尔德等人通过让观众观看不同形式的电影，对观众的评价结果进行研究，验证了恐怖谷效应。电影D是真人演员在真实世界中的表演，电影C是通过电脑对真实表演的处理结果，非常逼真，几近无法区别，电影B是对真实电影的皮克斯动画工作室动画的处理结果，电影A则是对真实电影的一般动画的处理结果。观众对电影C产生了明显的恐怖谷效应。

关于恐怖谷形“恐怖谷效应”的成因主要有生理防御机制、认知加工过程、个体成长早期感受性发展、违背预期假说等。

该理论认为恐怖谷效应是通过进化获得的，是人类在漫长的生存中逐渐产生的生理防御机制。这种进化而来的生理防御可能与交配和疾病预防两个方面有关。人类在进化过程中逐渐形成了对优秀配偶的辨识能力和对劣质配偶的规避能力。

“像人又非人”的存在在外表上标志了低存活率，低生育率，也许因此引发了人类的厌恶。类似的，这样的外表也可能预示了恶疾、病菌、死亡，会使人类自身产生自然的规避行为。对于重病病人、尸体会产生本能的反感，也是同样的生存机制。

高仿真形态下真假的不确定带来的不安。仿真度很低，人们不怕，因为知道那是假的，仿真度高到一定程度，人们有时候就不确定真假，把真人当假人，把假人当真人，都会吓到人。

另外，源于一种威胁感，和人类如此相似却非人类，会让人觉得会遭到潜在的威胁。当人预期仿真机器人应该像机器人一样但实际上却像人类一样做着各种表情时，人滋生就矛盾了、混乱了，认知上不能马上解决这种矛盾，进而催生了不安，甚至是恐怖等负性情绪。

人类个体从出生到逐渐长大成人的过程中，通过各种途径在某种文化背景中发展出对事物的认识。已有的关于婴幼儿的实验研究表明，不同年龄的孩子对恐怖谷效应的敏感程度存在明显的差异。美国学者莱克维兹（David Lewkowicz）等人的研究表明，相较真人的脸，婴儿更不愿意看融合了恐怖特征的虚拟的人脸。年龄较小的婴儿（6个月）在这方面的表现并不明显，但年龄较大的婴儿（12个月）表现则非常显著。

违背预期假说可能主要源于人类的拟人化心理特征。20世纪初，德国心理学家延奇（Ernst Jentsch）认为，人类产生恐怖感的一个重要原因是，人类本能地把外部世界的事物与自身进行类比，倾向于推测外部事物拥有生命，从而产生恐怖感。就像小孩子总以为到处都有恶魔，经常给许多事物赋予生命那样。人们也会把一些认知与情感状态赋予机器人，从而产生对机器人的行为与表现更像人的预期。但是，当前机器人技术还远远达不到使机器人的面部表情与行为能力跟人类高度相似，因而会产生恐怖谷效应。

动画影片《锡铁小兵》中的婴儿让很多观众感到不适，电影中婴孩的脸全由电脑绘出，跟人类差别不大，但却惹起人们的恐惧和反感。二维的影像令恐怖谷的效果减少，但婴孩的脸的细节依然令人物看起来既邪恶又世故。《玩具总动员》中的胡迪也被视为恐怖谷的例子。

电影《阿丽塔：战斗天使》上映，吸引了无数科幻爱好者前去观看。影片中阿丽塔脸上皱纹、雀斑乃至鼻子上的小伤疤都一清二楚，皮肤、眼神就像真人一样。但是不少人看完了以后感觉女主的大眼睛有点恐怖。

20世纪60年代，麦当劳模仿电视节目Bozo Show中的小丑形象，设计出品牌吉祥物Ronald Mc Donald，就是后来坐在麦当劳店门前面的“麦当劳叔叔”。它有着夸张的表情和小丑特有的装扮。麦当劳试图以它来传递欢乐的品牌调性，但出乎意料的是，当欢乐小丑展示在人们面前的时候，部分孩子却产生了厌恶和恐惧，害怕看见小丑那种夸张的略显怪异的表情，这就是所谓的“小丑恐惧”。

近年来，在品牌数字化升级的背景下，广告拟人化设计正在从京东集团“狗”、美团“袋鼠”等logo的萌化，开始瞄准“虚拟数字人”的设计开发，出现了像百信银行的AIYA（艾雅）那样的AI虚拟品牌官，她有身高体重星座的数据，也有性格专长能力等人格特征。进而拉近人们的距离。

该理论将佛教与恐怖谷理论相结合，认为人们应该对所有生物和存在本身都具有慈悲心怀，甚至包括对人类的技术产品。总的来说，就是这些事物都包含佛性，而恐怖的来源归因于佛教中的欲望。

该理论将恐怖谷理论的两大形成原因—人的自我防御机制以及生物学本能相结合，认为人是唯一能意识到自己终将死亡的物种，死亡必然会与人类自身的生存意志发生直接冲突，由此带来了恐惧。而面对一个类似人外形而一动不动的物体时，人自身的保护机制会下意识的认为其是一具尸体，进而趋势自身远离他。

在2016年国际认知科学顶级刊物《Cognition》的一篇论文中，Maya Mathur和David Reichling讨论了他们关于人类对机器人面部和数字合成面部反应的研究。他们发现，在这些反应中存在着恐怖谷效应。他们甚至发现，恐怖谷效应会影响人类对机器人和虚拟人物可信赖度的看法。

根据印第安纳大学-普渡大学印第安纳波利斯分校（IUPUI）人机交互教授Karl MacDorman教授的观点，恐怖谷效应对机器人的设计和发展方向产生了明显影响，阻碍了机器人在人机交互领域的进展。为了加速机器人技术在社会中的应用，解决恐怖谷效应是必不可少的。

2010年，达特茅斯学院的研究人员Christine Looser和Thalia Wheatley对于人类对模拟面孔的反应进行了评估，并发现当模拟面孔达到一定程度的真实感时，超过65%的参与者会认为它们是真实的人类。这些发现已经被机器人开发公司纳入设计中，并采取积极措施来避免恐怖谷效应对市场接受度的影响。

加的夫大学心理学院研究恐怖谷效应的研究员Alex Diel指出，完全避开恐怖谷效应是一种可行的方法。这可能意味着在设计机器人外观和行为时避免过度人类化，或者寻找其他创新的设计方式来避免引起人们的不适和厌恶。

总的来说，解决恐怖谷效应是推动机器人技术应用的关键问题，需要设计师和研究者共同寻找创新的方法来克服这一挑战。

有些机械人科学家曾尖锐地批评“恐怖谷理论”，指出森政弘图表中最右边的部分毫无根据，因为至21世纪初的技术，也只能做到拟人性不高的机械人。曾制造仿真女友机械头颅、美国机械人研究者汉森说，恐怖谷的概念“完完全全地是一个伪科学，但人们却代之以科学。”卡耐基·梅隆大学的人类—机械人互动研究者凯斯勒质疑“恐怖谷”的科学地位，提出“我们有证据显示它是对的，也有证据显示它是错的。”

卡迪夫大学心理学院研究恐怖谷效应的研究员Diel评论道：许多公司通过使用机械的外观和动作，而不是像人一样的外观和动作，完全避免了恐怖谷效应带来的影响。这意味着公司有意从机器人身上去除类似人类的特征，如逼真的脸或眼睛，或将其动作设计成明显的非人类动作。

Diel以电动汽车制造商推出的概念机器人——特斯拉机器人为例，虽然是人形机器人，但是却并没有设计人脸，这确保了人脑的面部处理系统不会将其视为人脸的变形版本。

另一种减轻恐怖谷效应带来的影响的方法是，将机器人设计成卡通样式的，看起来像人的同时还有一定的吸引力，但又不会显得太真实。Diel指出Pepper就是一款走这条路线的产品，这是软银机器人（上海）有限公司（SoftBankRobotics）生产的一款机器人。

有研究表明，可爱能够确实地激活拟人化的进程，从而在使用产品的过程中变得更加积极和耐心，降低抗拒心理，更有可能学会复杂的操作，因此，目前市场上大部分拟人服务机器人都具有圆润、丰满的特点，即便是完全仿真的机器人也会采用具有可爱特征的女性形象，如HRP-4C，可爱倾向的拟人化设计成为主流。

可以通过情节的干预，在心里方面或情感方面，给观众情绪以缓冲，例如《剪刀手爱德华》中的爱德华，其苍白的面颊会让人产生诡异和不适，但通过对爱德华自身的单纯以及对女主人公的爱的描述，让观众对其产生同情和好感，从而抵消人物本身形象的缺陷。

在电影动画领域，采用真人表演与动画外形相结合的混合动画的方式，塑造出非真实意义上的人，例如《指环王》中的咕噜、《阿凡达》中的纳美人以及《复仇者联盟》中变身后的绿巨人，都在一定程度上规避了恐怖谷效应。