Zdroj: Creative Machines Lab / Columbia Engineering

Usměj se, robote! Američtí vědci pracují na systému reagujícím na výrazy lidské tváře

Mimika obličeje hraje při budování důvěry velkou roli, většina robotů přesto stále není schopna ničeho víc než jednoho neutrálního výrazu. S jejich rostoucím uplatňováním na místech, kde musí úzce spolupracovat s lidmi, je proto stále více pociťována potřeba reagujícího robota tzv. s vlastní tváří.

Jak informuje web TechXplore, výzkumníci z laboratoře Creative Machines Lab na Kolumbijské technické univerzitě pracovali pět let na vývoji nového autonomního robota EVA s jemnou a výraznou mimikou, která reaguje na výrazy lidského obličeje.

„Nápad na vytvoření robota EVA se zrodil před několika lety. Se studenty jsme si totiž začali všímat, že roboti v naší laboratoři se na nás dívají plastovýma očima,“ vysvětluje motivace vedoucí k vývoji technologie Hod Lipson, ředitel laboratoře Creative Machines Lab.

I když to zní možná jednoduše, vytvořit opravdu přesvědčivý obličej je pro robotiky obrovskou výzvou. Celá desetiletí byly robotické části těla vyráběny z kovu nebo tvrdého plastu. Tedy z materiálů, které jsou příliš tuhé na to, aby se pružně hýbaly a napodobovaly tak kvality lidské tkáně. Stejný problém představuje robotický hardware – obvody, senzory a motory jsou často těžké, objemné a náročné na energii.

Smějící se robot

EVA dokáže vyjádřit šest základních emocí: hněv, odpor, strach, radost, smutek a překvapení, ale i řadu dalších nuancí. Dosahuje toho pomocí umělých „svalů“ (tj. kabelů a motorů), které tahají za konkrétní body na tváři robota. Napodobují tak pohyby více než 42 drobných svalů připevněných na různých místech ke kůži a kostem lidského obličeje.

„Největší výzvou při vytváření EVA bylo navrhnout systém, který by byl dostatečně kompaktní, aby se vešel do těsného prostoru lidské lebky. Zároveň taky adekvátně k tomu funkční, aby dokázal simulovat širokou škálu výrazů obličeje,“ tvrdí Zanwar Faraj, který vedl tým studentů pracujících na „smějícím se robotovi“.

Ve druhé fázi své práce se vývojáři zaměřili na programování umělé inteligence, která řídí pohyby obličeje EVA. Používá k tomu hluboké učení, s jehož pomocí „čte“ a následně zrcadlí výrazy lidských tváří. Schopnost napodobovat širokou škálu různých výrazů se EVA učí metodou pokusu a omylu při sledování videí.

Mozek robota tak ve výsledku musí zvládat dvě základní schopnosti. Zaprvé – naučit se používat svůj vlastní komplexní systém mechanických svalů k vytvoření určitého výrazu obličeje. A zadruhé – poznat, které výrazy obličeje má zvolit na základě „čtení“ mimiky lidí.



Další články k tématu: Aktuality