뉴 웨이브 기술로 안드로이드 감정이 더 자연스러워지다

믿을 수 없을 정도로 인간처럼 보이는 안드로이드와 상호 작용한 사람들 중 많은 사람이 무언가 "이상하다"고 보고합니다. 이 현상은 단순한 외모를 넘어 로봇이 감정을 표현하고 일관된 감정 상태를 유지하는 방식에 깊이 뿌리를 두고 있습니다. 다시 말해, 인간과 같은 능력.

현대 안드로이드는 개별 얼굴 표정을 훌륭하게 재현할 수 있지만, 문제는 자연스러운 전환을 만들고 감정적 일관성을 유지하는 것입니다. 전통적인 시스템은 사전 프로그래밍된 표정에 크게 의존하는데, 이는 책의 페이지를 넘기는 것과 비슷하며, 자연스럽게 한 감정에서 다른 감정으로 흘러가지 않습니다. 이러한 엄격한 접근 방식은 종종 우리가 보는 것과 진정한 감정 표현으로 인식하는 것 사이에 단절을 만듭니다.

이러한 한계는 특히 장시간의 상호작용에서 분명해진다. 안드로이드는 한 순간에는 완벽하게 미소를 지을 수 있지만 다음 표정으로 자연스럽게 전환하는 데 어려움을 겪으며, 우리가 진정한 감정을 가진 존재가 아니라 기계와 상호작용하고 있다는 것을 상기시키는 충격적인 경험을 만들어낸다.

파도 기반 솔루션

여기가 일부입니다 새롭고 중요한 연구 오사카 대학교의 연구진이 참여했습니다. 과학자들은 안드로이드의 감정 표현 방식을 근본적으로 재구성하는 혁신적인 접근법을 개발했습니다. 이 새로운 기술은 얼굴 표정을 고립된 행동으로 취급하는 대신, 안드로이드의 얼굴을 자연스럽게 흐르는 상호 연결된 움직임의 파동으로 간주합니다.

여러 악기가 어우러져 심포니를 만드는 것처럼, 이 시스템은 미묘한 호흡 패턴에서 눈 깜박임에 이르기까지 다양한 얼굴 움직임을 조화로운 전체로 결합합니다. 각 움직임은 실시간으로 다른 움직임과 변조 및 결합될 수 있는 파동으로 표현됩니다.

이 접근 방식을 혁신적으로 만드는 것은 역동적인 특성입니다. 사전 녹화된 시퀀스에 의존하는 대신, 이 시스템은 이러한 다양한 움직임의 파동을 중첩하여 표현을 유기적으로 생성합니다. 이를 통해 보다 유동적이고 자연스러운 모습을 만들어 자연스러운 감정 표현의 환상을 깨는 로봇 전환을 제거합니다.

이 기술적 혁신은 연구진이 "파형 변조"라고 부르는 기술에 있습니다. 이를 통해 안드로이드의 내부 상태가 이러한 감정의 파동이 어떻게 나타나는지에 직접적으로 영향을 미쳐, 로봇의 프로그래밍된 감정 상태와 신체적 표현 사이에 더욱 확실한 연관성을 만들어냅니다.

이미지 제공: 이시하라 히사시

실시간 감성 지능

로봇이 졸린다는 것을 표현하도록 하는 것을 상상해보세요. 눈꺼풀을 처지는 것만이 문제가 아닙니다. 인간이 무의식적으로 졸음의 신호로 인식하는 여러 가지 미묘한 움직임을 조정하는 것도 문제입니다. 이 새로운 시스템은 움직임 조정에 대한 독창적인 접근 방식을 통해 이 복잡한 과제를 해결합니다.

역동적인 표현 능력

이 기술은 우리가 일반적으로 각성 상태와 연관시키는 9가지 기본적인 유형의 조화로운 움직임을 조절합니다. 여기에는 호흡, 자발적인 눈 깜박임, 움직이는 눈 움직임, 졸음, 고개 흔들기, 빨아들이는 반사, 진자성 안진(리듬적 눈 움직임), 머리 옆으로 흔들기, 하품이 포함됩니다.

이러한 각 움직임은 연구자들이 "부패파"라고 부르는 것에 의해 제어됩니다. 이는 움직임이 시간이 지남에 따라 어떻게 진행되는지 결정하는 수학적 패턴입니다. 이러한 파동은 무작위가 아니며, 5가지 핵심 매개변수를 사용하여 신중하게 조정됩니다.

• 진폭: 움직임의 뚜렷함을 제어합니다
• 감쇠비: 움직임이 얼마나 빨리 정착되는지에 영향을 미칩니다.
• 파장 : 움직임의 타이밍을 결정합니다
• 진동 중심: 움직임의 중립 위치를 설정합니다
• 재활성화 기간: 움직임이 얼마나 자주 반복되는지 제어합니다

내부 상태 반사

이 시스템의 특징은 이러한 움직임을 로봇의 내부 각성 상태와 연결한다는 점입니다. 시스템이 높은 각성 상태(흥분)를 나타내면 특정 파동 매개변수가 자동으로 조정됩니다. 예를 들어, 호흡 동작이 더 빈번하고 뚜렷해집니다. 낮은 각성 상태(졸음)에서는 하품 동작이 더 느리고 뚜렷해지며, 가끔 고개를 끄덕이는 모습을 볼 수 있습니다.

이 시스템은 연구자들이 "시간 관리" 및 "자세 관리" 모듈이라고 부르는 것을 통해 이를 달성합니다. 시간 모듈은 움직임이 발생하는 시점을 제어하는 ​​반면, 자세 모듈은 모든 얼굴 구성 요소가 자연스럽게 함께 작동하도록 합니다.

이시하라 히사시는 본 연구의 주 저자이며, 오사카 대학교 공학대학원 기계공학과의 준교수입니다.

이시하라는 "표면적인 움직임을 만드는 것보다는" 안드로이드의 모든 행동의 세부 사항에 내부 감정이 반영되는 시스템을 더욱 발전시키면 마음이 있는 것으로 인식되는 안드로이드를 만들 수 있을 것이라고 설명합니다.

어린이 안드로이드 로봇의 졸린 기분 표현 (출처: 히사시 이시하라)

전환 개선

미리 녹음된 표정을 전환하는 기존 시스템과 달리, 이 방식은 이러한 파동 매개변수를 지속적으로 조정하여 부드러운 전환을 구현합니다. 움직임은 정교한 네트워크를 통해 조정되어 얼굴 동작이 자연스럽게 어우러지도록 합니다. 마치 사람의 얼굴 움직임이 무의식적으로 조정되는 것과 같습니다.

연구진은 실험 조건을 통해 시스템이 자연스러운 표현을 유지하면서도 어떻게 서로 다른 각성 수준을 효과적으로 전달할 수 있는지 보여주었습니다.

미래의 의미

이 파동 기반 감정 표현 시스템의 개발은 흥미로운 가능성을 열어줍니다. 인간-로봇 상호작용, 그리고 다음과 같은 기술과 결합될 수 있습니다. 구체화된 AI 미래에. 현재의 안드로이드는 종종 장시간 상호작용하는 동안 불안감을 유발하지만, 이 기술은 로봇이 거의 인간처럼 보이지만 정확히는 그렇지 않은 불편한 공간인 섬뜩한 골짜기를 메우는 데 도움이 될 수 있습니다.

핵심적인 돌파구는 진짜로 느껴지는 감정적 존재감을 만드는 것입니다. 내부 상태와 일치하는 유동적이고 상황에 맞는 표현을 생성함으로써 안드로이드는 감정적 지능과 인간적 연결이 필요한 역할에서 더 효과적이 될 수 있습니다.

오스카 고이치는 수석 저자였으며, 오사카 대학 기계공학과 교수로 재직 중입니다.

오스카가 설명하듯, 이 기술은 "인간과 로봇 간의 감정적 소통을 크게 풍부하게 할 수 있습니다." 적절한 관심을 표현할 수 있는 의료 동반자, 열정을 보이는 교육용 로봇, 진짜처럼 보이는 세심함을 전달하는 서비스 로봇을 상상해 보세요.

이 연구는 고에너지 흥분에서 저에너지 졸음까지 다양한 각성 수준을 표현하는 데 특히 유망한 결과를 보여줍니다. 이 기능은 로봇이 다음을 수행해야 하는 시나리오에서 매우 중요할 수 있습니다.

• 장기 상호작용 중 각성 수준 전달
• 치료적 환경에서 적절한 에너지 수준을 표현하십시오
• 그들의 감정 상태를 사회적 맥락에 맞춰보세요
• 장시간 대화 중에도 감정적 일관성을 유지하세요

이 시스템은 상태 간에 자연스러운 전환을 생성하는 능력을 갖추고 있어 지속적인 인간-로봇 상호 작용이 필요한 애플리케이션에 특히 유용합니다.

감정 표현을 미리 프로그래밍된 일련의 상태가 아닌 유동적이고 파동적인 현상으로 취급함으로써, 이 기술은 인간과 감정적으로 의미 있는 방식으로 소통할 수 있는 로봇을 개발할 수 있는 새로운 가능성을 열어줍니다. 연구팀은 시스템의 감정 범위를 확장하고 미묘한 감정 상태를 전달하는 능력을 더욱 발전시켜, 우리가 일상생활에서 안드로이드에 대해 생각하고 상호작용하는 방식에 영향을 미칠 수 있도록 하는 데 중점을 둘 것입니다.