Технология новой волны усиливает эмоции Android для большей естественности

Если вы когда-либо общались с андроидом, который поразительно похож на человека, вы могли почувствовать, что что-то «не так». Это жуткое ощущение выходит за рамки простой внешности; оно глубоко связано с тем, как роботы передают эмоции и поддерживают эти эмоциональные состояния. По сути, речь идет об их недостатке в имитации человеческих эмоциональных способностей.

Современные андроиды искусно подражают отдельным мимическим выражениям, но настоящая проблема заключается в создании плавных переходов и поддержании эмоциональной последовательности. Традиционные системы часто зависят от заранее заданных выражений, что может ощущаться как перелистывание книги со статичными изображениями, а не как естественный поток эмоций. Эта жесткость может привести к разрыву между тем, что мы видим, и тем, что воспринимается как подлинное эмоциональное выражение.

Это становится особенно заметным во время длительных взаимодействий. Андроид может в один момент продемонстрировать идеальную улыбку, но затем затрудниться с плавным переходом к другому выражению, напоминая нам, что мы имеем дело с машиной, а не с существом с настоящими эмоциями.

Волновое решение

Представляем новаторское исследование Университета Осаки, которое предлагает новый взгляд на то, как андроиды должны выражать эмоции. Вместо того чтобы рассматривать мимические выражения как отдельные действия, эта новая технология рассматривает их как взаимосвязанные волны движения, которые естественно проходят по лицу андроида.

Представьте это как симфонию, где различные инструменты сливаются, создавая гармонию. Эта система объединяет различные лицевые движения — от тонкого дыхания до моргания глаз — в единое целое. Каждое движение представлено как волна, которую можно регулировать и комбинировать с другими в реальном времени.

Инновация заключается в динамической природе этого подхода. Генерируя выражения органично через наложение этих волн движения, создается более плавный и естественный вид, устраняя те роботизированные переходы, которые могут разрушить иллюзию подлинного эмоционального выражения.

Ключевое техническое достижение — это то, что исследователи называют «волновой модуляцией». Эта функция позволяет внутреннему состоянию андроида напрямую влиять на то, как проявляются эти волны выражений, способствуя более подлинной связи между запрограммированными эмоциями робота и его физическими выражениями.

Эмоциональный интеллект в реальном времени

Рассмотрим задачу сделать робота сонным на вид. Это не только опущенные веки; это включает координацию множества тонких движений, которые люди инстинктивно распознают как признаки усталости. Эта новая система справляется с этой сложностью благодаря умному подходу к координации движений.

Динамические выразительные способности

Технология организует девять основных типов скоординированных движений, связанных с различными состояниями возбуждения: дыхание, спонтанное моргание, блуждающие движения глаз, засыпание, покачивание головой, рефлекс сосания, пингулярный нистагм, боковое качание головой и зевание.

Каждое движение управляется «затухающей волной», математическим шаблоном, который определяет, как движение развивается во времени. Эти волны тщательно настраиваются с использованием пяти ключевых параметров:

• Амплитуда: контролирует интенсивность движения
• Коэффициент затухания: определяет, как быстро движение угасает
• Длина волны: устанавливает время движения
• Центр колебаний: определяет нейтральную точку движения
• Период реактивации: определяет, как часто движение повторяется

Отражение внутреннего состояния

Выдающаяся особенность этой системы — ее способность связывать эти движения с внутренним состоянием возбуждения робота. Когда система сигнализирует о высоком возбуждении (например, возбуждение), некоторые параметры волн автоматически корректируются — например, дыхание становится более частым и выраженным. В состоянии низкого возбуждения (например, сонливость) можно наблюдать более медленное, более выраженное зевание и периодическое кивание головой.

Это достигается с помощью модулей «временного управления» и «управления позой». Временной модуль определяет, когда происходят движения, а модуль позы гарантирует, что все лицевые компоненты работают в гармонии.

Хисаси Исихара, ведущий автор исследования и доцент кафедры механической инженерии Высшей школы инженерии Университета Осаки, объясняет: «Вместо создания поверхностных движений дальнейшее развитие системы, в которой внутренние эмоции отражаются в каждой детали действий андроида, может привести к созданию андроидов, воспринимаемых как имеющие душу».

Улучшение переходов

В отличие от традиционных систем, которые переключаются между заранее записанными выражениями, этот подход обеспечивает плавные переходы за счет непрерывной настройки этих волновых параметров. Движения координируются через сложную сеть, которая гарантирует, что лицевые действия работают вместе естественно, подобно тому, как лицевые движения человека координируются бессознательно.

Исследовательская группа продемонстрировала это через эксперименты, показывающие, как система может эффективно передавать разные уровни возбуждения, сохраняя при этом естественно выглядящие выражения.

Будущие перспективы

Разработка этой волновой системы выражения эмоций открывает захватывающие возможности для взаимодействия человека и робота и потенциально может интегрироваться с технологиями, такими как Embodied AI. Хотя современные андроиды часто вызывают чувство дискомфорта при длительных взаимодействиях, эта технология может помочь преодолеть «долину ужаса» — то тревожное пространство, где роботы кажутся почти, но не совсем людьми.

Ключевое достижение заключается в создании подлинно ощущаемого эмоционального присутствия. Генерируя плавные, соответствующие контексту выражения, которые соответствуют внутренним состояниям, андроиды могут стать более эффективными в ролях, требующих эмоционального интеллекта и человеческой связи.

Коичи Осука, старший автор и профессор кафедры механической инженерии Университета Осаки, отмечает, что эта технология «может значительно обогатить эмоциональное общение между людьми и роботами». Представьте себе спутников в здравоохранении, выражающих подходящую заботу, образовательных роботов, демонстрирующих энтузиазм, или сервисных роботов, проявляющих искреннюю внимательность.

Исследование показывает особенно многообещающие результаты в выражении различных уровней возбуждения — от высокоэнергичного возбуждения до низкоэнергичной сонливости. Эта способность может быть жизненно важной в сценариях, где роботам нужно:

• Передавать уровни бдительности во время длительных взаимодействий
• Выражать соответствующие уровни энергии в терапевтических условиях
• Соответствовать своему эмоциональному состоянию социальному контексту
• Поддерживать эмоциональную последовательность во время длительных разговоров

Способность системы генерировать естественные переходы между состояниями делает ее особенно ценной для приложений, требующих продолжительного взаимодействия человека и робота.

Рассматривая эмоциональное выражение как плавное, волновое явление, а не как серию заранее запрограммированных состояний, технология открывает множество новых возможностей для создания роботов, которые могут взаимодействовать с людьми эмоционально значимым образом. Следующие шаги исследовательской группы будут сосредоточены на расширении эмоционального диапазона системы и дальнейшем совершенствовании ее способности передавать тонкие эмоциональные состояния, влияя на то, как мы будем думать о взаимодействии с андроидами в нашей повседневной жизни.