Kā likt robotam pasmaidīt

Pilnīgi jaunā grumbā par veco sakāmvārdu, pasmaidi, un pasaule smaida tev līdzi, sarauc pieri un tu viens pats, japāņu pētnieki izstrādā robotu paaudzi, kas spēj atpazīt cilvēka sejas izteiksmes un pēc tam reaģēt uz tām. Tokijas Zinātnes universitātes mašīnbūves profesora Fumio Hara vadītā komanda ir izveidojusi sievietes robotu galvu, kas spēj gan atpazīt, gan paust bailes, laimi, pārsteigumu, skumjas, dusmas un riebumu.

Hara projekta galvenais mērķis, ko atbalsta Japānas valdības piecu gadu dotācija 3 miljonu ASV dolāru apmērā, nav tikai radīt robotizētu monkey-see, monkey-do versiju. Tā vietā mērķis ir radīt robotus, kas mūs jūt līdzi un liks mums justies ērtāk, lasot mūsu sejās izteiktās emocionālās izmaiņas. Pētnieki sagaida, ka šādus vizuāli emocionālus robotus novērtēs rūpnīcas darbinieki, kas ir spiesti koplietot līniju ar elektroniskajiem darba biedriem. Roboti var būt pat noderīgi kā mācību palīglīdzekļi noteiktiem autisma bērniem, kuriem ir komunikācijas traucējumi, kuru dēļ viņiem ir grūti saprast sejas izteiksmes un pareizi reaģēt uz tām.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 1997. gada oktobra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Viena pārsteidzoša Haras pētījuma iezīme ir tās ģenēze. Japānas lielās ekonomiskās ekspansijas laikā 20. gadsimta 70. gados jaunbūvētajās ķīmiskajās rūpnīcās sāka notikt avārijas. Hara pieļāva, ka rūpnīcu operatoriem ir grūtības pamanīt problēmas, lasot digitālo nolasīšanas paneļu bankas. Es domāju, ka viņiem vajadzīgs globālāks skatījums uz rūpnīcā notiekošo, viņš saka, un, ja kaut kas noiet greizi, tas varētu izpausties, piemēram, kā skumja seja.

Diemžēl inženieri drīz saskārās ar lieliem šķēršļiem. Viņi atklāja, ka bija ne tikai grūti piešķirt sejas izteiksmes dažādiem darbības traucējumiem – no nekārtīgas rūpnīcas grīdas līdz bīstamām temperatūras vai spiediena izmaiņām ražošanas procesā, bet arī to, ka atsevišķi cilvēki operatori interpretēja vienas un tās pašas izteiksmes dažādos veidos. . Uzdevums saistīt sejas izteiksmes ar augu apstākļiem galu galā izrādījās tik sarežģīts, ka Hara atteicās no pētījuma.

Bet 80. gadu vidū, kad viens no viņa studentiem izteica interesi par robotu izpēti, Hara domāja, vai sejas izteiksmes pieeja, kaut arī neveiksme augu līmenī, varētu darboties starp atsevišķiem robotiem un cilvēkiem. Viņš sāka, izmantojot Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko psiholoģijas profesora Pola Ekmana darbu, kurš sadalīja cilvēka sejas izteiksmes kustības 44 kategorijās jeb darbības vienībās. Katra darbības vienība atbilstu atsevišķai kustībai, piemēram, uzacu pacelšanai uz augšu vai lejup vai lūpu savilkšana. Darbības vienību apvienošana dažādos veidos radīja dažādas izteiksmes. Piemēram, riebums ir saistīts ar uzacu nolaišanu, deguna saraukšanu un zoda pacelšanu.

Sākot ar deviņdesmitajiem gadiem, Haras grupa sāka radīt sešas izpausmes — bailes, laime, pārsteigums, skumjas, dusmas un riebums —, kas, pēc Ekmana domām, ir universālas visām cilvēku kultūrām. Komanda uzbūvēja alumīnija robota galvu ar 18 ar gaisa spiedienu darbināmiem mikropievadiem – būtībā, maziem zobratiem, kas varētu atdarināt 26 sejas kustības. Nākamais solis bija izliet seju no silikona gumijas no veidnes, kas tika paņemta no viena no studentiem laboratorijā. Tā kā visu vīriešu grupa vēlējās, lai laboratorijā būtu sievietes, viņi padarīja vīriešu seju sievišķīgāku, pievienojot dabisku matu parūku, raupjus vaigus un lūpu krāsu. Arī galvai tika uzlikti mākslīgie zobi.

Izmantojot izmēģinājumus un kļūdas, pētnieki pieslēdza sīkus vadus no izpildmehānismiem uz maskas vietām, kuras, pārvietojot, radītu darbības vienības, kas nepieciešamas, lai reproducētu vēlamās sešas izteiksmes. Arī robota galva un acs āboli tika izstrādāti, lai veiktu cilvēciskas kustības. Visbeidzot, japāņu inženieri ievietoja nelielu kameru robota kreisajā acī, lai skenētu cilvēka seju, kad tā atrodas apmēram viena metra attālumā. Ar kameru savienots dators noteica cilvēka izteiksmi, meklējot spilgtuma variācijas dažādās sejas zonās.

Dators novēroja izmaiņas tumšajos apgabalos — acīs, mutē, degunā un uzacīs —, kas rodas, kad seja pāriet no neitrālās, bezemocionālās izteiksmes uz tādu, kas parāda vienu no sešām emocijām. Izmantojot uz neironu tīklu balstītu pašmācības programmu, dators galu galā 60 milisekundēs varēja atpazīt, kā indivīda sejas spilgtuma modeļu izmaiņas ir saistītas ar noteiktās sajūtas izpausmēm. Šāds apstrādes ātrums apvienojumā ar izpildmehānismu dizaina uzlabojumiem ļāva robota silikona sejai reaģēt uz izteiksmes izmaiņām ar cilvēcisku ātrumu.

Robots bija pārsteidzoši precīzs, pareizi uzminot testa subjektu izteiksmes, vidēji 85 procentus laika. Tai arī veicās vienlīdz labi kā sejas aktierim. Faktiski studentu grupa pareizi identificēja robota izteiksmes 83 procentus laika. Salīdzinājumam, tie paši studenti 87 procentus gadījumu identificēja profesionālu aktieru sejas izteiksmes.

Kopš 1990. gadu sākumā parādījās pārskati par robota darbību, Haru ir uzrunājušas dažas negaidītas personas. To vidū bija mākslinieks, kurš bija ieinteresēts radīt, viņaprāt, jaunu mākslas veidu — cilvēki un roboti, kas reaģē viens uz otra izpausmēm, un vairāki psihologi Japānā, kuri domā, ka šāds robots varētu palīdzēt noteiktiem bērniem invalīdiem pārvarēt grūtības izpaust atbilstošu izteiksmi. Psihologi liktu robotam darboties kā savdabīgam divvirzienu pamudinājumam, piemēram, demonstrējot, kā izskatās priecīgs smaids, un, pieņemot neitrālu izteiksmi, ar pretsmaidu norādot, kad bērns ir pasmaidījis.

Drīzāk Haras komanda strādā pie mutes robota, kura izpildmehānismi reālistiski imitētu lūpu kustības runas laikā. Šāds robots varētu palīdzēt cilvēkiem ar runas vai valodas traucējumiem, saka Hara, jo pētījumi liecina, ka vairāk nekā 50 procenti runas izpratnes izriet no
sejas izteiksme un kustības.

paslēpties