Nowa fala technologiczna sprawia, że emocje androidów stają się bardziej naturalne

Dla tych, którzy wchodzili w interakcje z androidem, który wyglądał niezwykle ludzko, wielu zgłasza, że coś “nie jest tak”. To zjawisko wykracza poza sam wygląd – jest głęboko zakorzenione w tym, jak roboty wyrażają emocje i utrzymują spójne stany emocjonalne. Innymi słowy, brakuje im ludzkich zdolności.

Podczas gdy nowoczesne androidy mogą mistrzowsko odtwarzać pojedyncze wyrażenia twarzy, wyzwanie polega na tworzeniu naturalnych przejść i utrzymaniu spójności emocjonalnej. Tradycyjne systemy opierają się głównie na zaprogramowanych wyrażeniach, podobnie jak przewracanie stron w książce, zamiast płynnego przechodzenia z jednej emocji do następnej. Ten sztywny podejście często tworzy rozdźwięk między tym, co widzimy, a tym, co postrzegamy jako autentyczne wyrażenie emocjonalne.

Ograniczenia stają się szczególnie widoczne podczas dłuższych interakcji. Android może idealnie uśmiechać się w jednej chwili, ale miałby trudności z naturalnym przejściem do następnego wyrażenia, tworząc szokujące doświadczenie, które przypomina nam, że взаимодействujemy z maszyną, a nie z istotą o prawdziwych emocjach.

Rozwiązanie oparte na falach

To właśnie tutaj pojawia się nowe i ważne badanie z Uniwersytetu w Osace. Naukowcy opracowali innowacyjne podejście, które fundamentalnie zmienia sposób, w jaki androidy wyrażają emocje. Zamiast traktowania wyrażeń twarzy jako izolowanych działań, ta nowa technologia postrzega je jako połączone fale ruchu, które płynnie przechodzą przez twarz androida.

Podobnie jak wiele instrumentów łączy się, tworząc symfonię, ten system łączy różne ruchy twarzy – od subtelnych wzorców oddechu do mrugania oczami – w harmonijną całość. Każdy ruch jest reprezentowany jako fala, która może być modyfikowana i łączona z innymi w czasie rzeczywistym.

To, co czyni to podejście innowacyjnym, to jego dynamiczna natura. Zamiast polegać na nagranych sekwencjach, system generuje wyrażenia organicznie, nakładając te różne fale ruchu. Tworzy to bardziej płynne i naturalne wygląd, eliminując sztywne przejścia, które często łamią iluzję naturalnego wyrażenia emocjonalnego.

Innowacja techniczna leży w tym, co badacze nazywają “modyfikacją falową”. To pozwala na to, by wewnętrzny stan androida bezpośrednio wpływał na sposób, w jaki te fale wyrażenia manifestują się, tworząc bardziej autentyczne połączenie między zaprogramowanym stanem emocjonalnym a fizycznym wyrażeniem.

Zdjęcie: Hisashi Ishihara

Emocjonalna inteligencja w czasie rzeczywistym

Wyobraź sobie, że próbujesz sprawić, by robot wyraził, że się budzi. To nie tylko opadanie powiek – to także koordynowanie wielu subtelnych ruchów, które ludzie nieświadomie rozpoznają jako znaki senności. Ten nowy system podejmuje to złożone wyzwanie poprzez genialne podejście do koordynacji ruchu.

Dynamiczne możliwości wyrażania

Technologia aranżuje dziewięć podstawowych typów skoordynowanych ruchów, które zwykle łączymy z różnymi stanami pobudzenia: oddychanie, spontaniczne mruganie, ruchy oczami, kiwanie głową, potrząsanie głową, ssące refleksy, pendularne nystagmus (rytmiczne ruchy oczami), kołysanie głową i ziewanie.

Każdy z tych ruchów jest kontrolowany przez to, co badacze nazywają “zanikającą falą” – matematycznym wzorcem, który określa, jak ruch rozgrywa się w czasie. Te fale nie są losowe; są starannie dostrojone przy użyciu pięciu kluczowych parametrów:

• Amplituda: kontroluje, jak wyraźny jest ruch
• Współczynnik tłumienia: wpływa na to, jak szybko ruch ustaje
• Długość fali: określa czas trwania ruchu
• Środek drgań: ustawia neutralną pozycję ruchu
• Okres ponownej aktywacji: kontroluje, jak często ruch się powtarza

Odbicie stanu wewnętrznego

To, co wyróżnia ten system, to sposób, w jaki łączy te ruchy ze stanem wewnętrznym androida. Gdy system wskazuje wysoki stan pobudzenia (podniecenie), pewne parametry fal automatycznie dostosowują się – na przykład ruchy oddechowe stają się częstsze i bardziej wyraźne. W stanie niskiego pobudzenia (senność) można zobaczyć wolniejsze, bardziej wyraźne ziewanie i okazjonalne kiwanie głową.

System osiąga to dzięki tym, co badacze nazywają “zarządzaniem czasowym” i “zarządzaniem postawą” modułów. Moduł czasowy kontroluje, kiedy występują ruchy, podczas gdy moduł postawy zapewnia, że wszystkie elementy twarzy współpracują naturalnie.

Hisashi Ishihara jest głównym autorem tego badania i profesorem na Wydziale Inżynierii Mechanicznej, Szkoły Inżynierskiej, Uniwersytetu w Osace.

“Zamiast tworzyć powierzchowne ruchy,” wyjaśnia Ishihara, “dalszy rozwój systemu, w którym wewnętrzne emocje są odzwierciedlone w każdym szczególe działań androida, mógłby prowadzić do stworzenia androidów postrzeganych jako mających serce.”

Wyrażenie sennego nastroju na androidzie (Zdjęcie: Hisashi Ishihara)

Poprawa przejść

W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów, które przełączają się między zaprogramowanymi wyrażeniami, to podejście tworzy gładkie przejścia, ciągle dostosowując te parametry fal. Ruchy są skoordynowane za pomocą zaawansowanej sieci, która zapewnia, że działania twarzy współpracują naturalnie – podobnie jak ludzkie ruchy twarzy są nieświadomie skoordynowane.

Zespół badawczy zademonstrował to poprzez warunki eksperymentalne, pokazując, jak system może skutecznie przekazywać różne poziomy pobudzenia, utrzymując przy tym naturalne wyrażenia.

Wnioski na przyszłość

Rozwój tego systemu falowego wyrażania emocjonalnego otwiera fascynujące możliwości dla interakcji człowiek-robot i mógłby być połączony z technologiami takimi jak Embodied AI w przyszłości. Podczas gdy obecne androidy często tworzą poczucie niepokoju podczas dłuższych interakcji, ta technologia mogłaby pomóc przezwyciężyć dolinę niepokoju – to niezręczne miejsce, gdzie roboty wyglądają prawie, ale nie całkiem, jak ludzie.

Kluczowym przełomem jest tworzenie prawdziwego poczucia emocjonalnego. Generując płynne, kontekstowo odpowiednie wyrażenia, które odpowiadają stanom wewnętrznym, androidy mogłyby stać się bardziej skuteczne w rolach wymagających inteligencji emocjonalnej i ludzkiej łączności.

Koichi Osuka pełnił funkcję starszego autora i jest profesorem na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu w Osace.

Jak wyjaśnia Osuka, ta technologia “mogłaby znacznie wzbogacić komunikację emocjonalną między ludźmi i robotami.” Wyobraź sobie towarzyszy opieki zdrowotnej, które mogą wyrazić odpowiednią troskę, roboty edukacyjne, które pokazują entuzjazm, lub roboty usługowe, które wyrażają prawdziwą uwagę.

Badanie wykazuje szczególnie obiecujące wyniki w wyrażaniu różnych poziomów pobudzenia – od wysokiej energii po niską senność. Ta zdolność mogłaby być kluczowa w sytuacjach, w których roboty potrzebują:

• Przekazywać poziomy czujności podczas długotrwałych interakcji
• Wyrażać odpowiednie poziomy energii w środowiskach terapeutycznych
• Dopasowywać swój stan emocjonalny do kontekstu społecznego
• Utrzymywać spójność emocjonalną podczas dłuższych rozmów

Zdolność systemu do generowania naturalnych przejść między stanami sprawia, że jest szczególnie cenny w aplikacjach wymagających utrzymania interakcji człowiek-robot.

Traktując wyrażanie emocjonalne jako zjawisko falowe, zamiast szeregu zaprogramowanych stanów, ta technologia otwiera wiele nowych możliwości tworzenia robotów, które mogą angażować się w emocjonalnie znaczące sposoby z ludźmi. Następne kroki zespołu badawczego będą koncentrowały się na rozszerzaniu zakresu emocjonalnego systemu i dalszym udoskonalaniu jego zdolności do przekazywania subtelnych stanów emocjonalnych, wpływając na to, jak będziemy myśleć o interakcji z androidami w naszym codziennym życiu.