Живое лицо андроида
Мир опять увлечен человекоподобными роботами. Конечно, на первый взгляд иногда их можно принять за человека. Они могут улыбаться или хмуриться, демонстрировать другие эмоции, но наблюдать это человеку зачастую неприятно и тревожно. Дело в том, что в эмоциях робота нет естественного развития, поскольку для имитации мимики инженеры обычно используют так называемый лоскутный метод. Это значит, что мимические движения воспроизводят заранее прописанные для них сценарии с резким переключением между ними.
И все же качественная автоматическая генерация выражений лица — принципиальное свойство коммуникационного робота. Поэтому группа исследователей Университета Осаки во главе с Ишихара Хисаси (Hisashi Ishihara) разработала новую технологию воспроизведения динамической мимики. Ученые применили давнюю и хорошо известную математикам идею Фурье о разложении любого сигнала на составляющие его волны. Эти волновые сигналы для «подкожных» электроприводов в разных зонах «лица» андроида и изменяют его форму. Самое важное то, что метод позволяет избежать заметных переходов между движениями.
Ученые впервые представили математическую формулировку задачи и разработали способ автоматического синтеза сложных последовательностей команд. Сигналы каждого привода имеют вид линейной комбинации периодически возобновляющихся затухающих волн. Они должны непрерывно накладываться друг на друга, генерируя сложную мимику, имитирующую дыхание, моргание, зевоту и пр. Формы и амплитуды волн автоматически настраиваются для выражения силы эмоций, например уровня возбуждения.
Ученые проверили эти принципы на андроиде, изображающем ребенка, и убедились — работают. Успешные результаты пилотного проекта полностью подтвердили предположение о том, что волновые движения адекватно передают эмоции.
Теперь перед авторами исследования стоит задача научиться синтезировать динамические наборы сигналов для выражения разных эмоций. Однако уже сейчас ученые уверены, что новая технология резко повысит качество роботов-коммуникаторов и сделает их ближе человеку (Journal of Robotics and Mechatronics).