Jak robot EVA nauczył się naśladowania ludzkiej mimiki?

Mimika odgrywa niezwykle ważną rolę w budowaniu zaufania. I to właśnie jej brakowało współczesnym robotom. Do tej pory mimika u robotów nie istniała. Miały one puste i statyczne wyrazy twarzy profesjonalnego pokerzysty. Jednak, by ludziom było łatwiej współpracować z robotami – a ma to miejsce choćby w domach opieki, magazynach czy sklepach – konieczne stało się uczłowieczenie maszyn i tutaj pojawia się historia o tym, jak robot EVA nauczył się naśladowania ludzkiej mimiki.

Roboty a ludzka mimika

Naukowcy z Creative Machines Lab w Columbia Engineering od dawna chcieli stworzyć robota o miękkiej i wyrazistej twarzy, która potrafiłaby odzwierciedlić ludzką mimikę. Tak powstała EVA.

„Pomysł robota EVA zrodził się kilka lat temu, kiedy moi studenci i ja zaczęliśmy dostrzegać, że roboty w naszej pracowni wpatrują się w nas przez plastikowe, wyłupiaste oczy” – mówi Hod Lipson, dyrektor Creative Machines Lab.

Mężczyzna zauważył bardzo ciekawy trend w sklepie spożywczym. Towary uzupełniały w nim roboty noszące identyfikatory, a nieraz i ręczne robione czapki. Po co to wszystko? Po co w ogóle mimika u robotów?

„Ludzie wydają się uczłowieczać swoich kolegów robotów poprzez dawanie im oczu, tożsamości czy imienia. Sprawiło to, że zaczęliśmy się zastanawiać nad tym, czy jeśli oczy i ubrania działają, dlaczego by w takim razie nie stworzyć robota, który ma super ekspresyjną i ludzką twarz? – dodaje Lipson”.

I choć może założenie było proste, wykonanie takiego robota okazało się być już znacznie trudniejsze. Przed dziesięciolecia roboty wykonywane były z metalu i twardego plastiku. Były zbyt sztywne, by naśladować ruchy człowieka.

Zobacz: Emocje wypisane na twarzy – Video o ekspresjach mimicznych

Jak powstał odzwierciedlający ludzką mimikę robot EVA?

Prace nad robotem EVA rozpoczęły się już kilka lat temu w laboratorium Lipsona. Kiedy to Zanwar Faraj i jego zespół studentów skonstruowali popersie robota z niebieską twarzą. Była ona bardzo podobna do wizerunku członków zespołu Blue Man Group. EVA umiała naśladować sześć podstawowych emocji jak złość, wstręt, strach, radość, smutek i zaskoczenie. Do tego celu używała sztucznych mięśni, czyli kabli i silników. Stworzyły one na jej „twarzy” ponad 42 odpowiedniki ludzkich tkanek mięśniowych.

Jednak największym wyzwaniem w projekcie okazało się zaprojektowanie takiego systemu sterującego mimiką robota, który byłby na tyle kompaktowy, by zmieścić się w obrębie ludzkiej (i co za tym idzie – robotycznej) czaszce i jednocześnie był na tyle funkcjonalny, by odzwierciedlać mimikę. W tym celu używano drukarki 3D, która dała możliwość wyprodukowania części o złożonych kształtach. Po kilku tygodni cięcia kabli EVA w końca się uśmiechnęła! Była także w stanie zmarszczyć brwi i wglądać na zdenerwowaną.

„Pewnego dnia zajmowałem się swoimi sprawami, kiedy nagle EVA obdarzyła mnie szerokim, przyjacielskim uśmiechem. Wiedziałem, że to był odruch, ale odwzajemniłem jej uśmiech” –  wspomina Lipson.

Zobacz: Emocjonalna mapa twarzy, czyli co możemy wyczytać z twarzy? Video

emocje u robotów

Wtedy przyszła pora na jeszcze większe wyzwanie. Mianowice, jak sprawić, żeby mimika EVY była realistyczna. Konieczne stało się stworzenie oprogramowania, które sterowałoby ruchami robota. Naukowcy użyli sztucznej inteligencji i głębokiego uczenia, by nauczyć EVĘ rozpoznawania i odzwierciedlania ludzkich wyrazów twarzy. Robot uczył się metodą prób i błędów oglądając nagrania z różnymi emocjami prezentującymi się na własnej twarzy.

Najtrudniejsze w tym przedsięwzięciu okazało się nauczenie EVY mimiki, która pojawia się na ludzkiej twarzy w różnych skomplikowanych sytuacjach społecznych. Takich automatycznych emocji nie sposób nauczyć się tworząc algorytmy. Zatem EVA nie tylko musiała nabyć umiejętności wyrażania emocji, ale i wiedzieć, kiedy sięgnąć po daną mimikę z całego repertuaru. Tak został stworzony wielogodzinny materiał, na którym EVA odzwierciedlała losowe emocje. Następnie niczym człowiek obserwujący siebie na ZOOMIE, robot uczył się łączyć ruchy mięśni w oparciu o obserwacje własnej twarzy. Tak EVA opanowała działanie własnej mimiki i odzwierciedlenia stanów emocjonalnych ludzi.

Źródło: https://neurosciencenews.com/robot-facial-expression-18516/

Diana Nowek

Jestem profilerem behawioralnym oraz badaczem komunikacji niewerbalnej. Od wielu lat prowadzę firmę szkoleniowo-doradczą o nazwie Institute of Nonverbal Communication, w ramach której prowadzę badania z użyciem technologii biosensorycznych.

Share this post