Noua tehnologie a undelor face ca emoțiile androidilor să fie mai naturale

Pentru cei care au interacționat cu un android care arată incredibil de uman, mulți raportează că “ceva nu pare în regulă.” Acest fenomen depășește aspectul exterior – este profund înrădăcinat în modul în care roboții exprimă emoții și mențin stări emoționale consistente. Sau, în alte cuvinte, lipsa lor de abilități umane.

În timp ce androidii moderni pot replica cu pricepere expresii faciale individuale, provocarea constă în crearea unor tranziții naturale și menținerea consistenței emoționale. Sistemele tradiționale se bazează puternic pe expresii preprogramate, similare cu răsfoirea paginilor unei cărți, mai degrabă decât curgerea naturală de la o emoție la alta. Acest abordare rigidă creează adesea o disconecție între ceea ce vedem și ceea ce percepem ca o exprimare emoțională autentică.

Limitările devin particular evidente în timpul interacțiunilor prelungite. Un android poate zâmbi perfect într-un moment, dar poate lupta pentru a trece natural la următoarea expresie, creând o experiență deranjantă care ne amintește că interacționăm cu o mașină, mai degrabă decât cu un ființă cu emoții autentice.

O soluție bazată pe unde

Aici intervine o cercetare nouă și importantă de la Universitatea Osaka. Oamenii de știință au dezvoltat o abordare inovatoare care reimagинеază fundamental modul în care androidii exprimă emoții. Mai degrabă decât a trata expresiile faciale ca acțiuni izolate, această nouă tehnologie le consideră ca unde de mișcare interconectate care curg natural pe fața androidului.

La fel cum multiple instrumente se combină pentru a crea o simfonie, acest sistem combină diverse mișcări faciale – de la modele de respirație subtile până la clipiri din ochi – într-un întreg armonios. Fiecare mișcare este reprezentată ca o undă care poate fi modulată și combinată cu altele în timp real.

Ceea ce face această abordare inovatoare este natura sa dinamică. Mai degrabă decât a se baza pe secvențe preînregistrate, sistemul generează expresii în mod organic, suprapunând aceste diverse unde de mișcare. Acest lucru creează o apariție mai fluidă și naturală, eliminând tranzițiile robotice care adesea sparg iluzia exprimării emoționale naturale.

Inovația tehnică constă în ceea ce cercetătorii numesc “modulare a formei de undă.” Acest lucru permite stării interne a androidului să influențeze direct modul în care aceste unde de exprimare se manifestă, creând o legătură mai autentică între starea emoțională programată a robotului și exprimarea sa fizică.

Imaginea este oferită de Hisashi Ishihara

Inteligență emoțională în timp real

Imaginați-vă încercând să faceți un robot să exprime că se simte somnoros. Nu este vorba doar despre pleoapele căzute – este și despre coordonarea mișcărilor subtile pe care oamenii le recunosc inconștient ca semne de somnolență. Acest sistem nou abordează această provocare complexă printr-o abordare ingenioasă a coordonării mișcărilor.

Capacități de exprimare dinamică

Tehnologia orchestrează nouă tipuri fundamentale de mișcări coordonate pe care le asociem de obicei cu diferite stări de trezire: respirație, clipire spontană, mișcări oculare rapide, înclinare a capului, mișcări de reflex, nistagmus pendular (mișcări oculare ritmice), balansare a capului și căscat.

Fiecare dintre aceste mișcări este controlată de ceea ce cercetătorii numesc “undă decăzută” – un model matematic care determină modul în care mișcarea se desfășoară în timp. Aceste unde nu sunt aleatorii; ele sunt ajustate cu atenție folosind cinci parametri cheie:

• Ampplitudine: controlează cât de pronunțată este mișcarea
• Raport de amortizare: afectează cât de repede se stabilizează mișcarea
• Lungime de undă: determină sincronizarea mișcării
• Centru de oscilație: setează poziția neutră a mișcării
• Perioadă de reactivare: controlează cât de des se repetă mișcarea

Reflexie a stării interne

Ceea ce face acest sistem să iasă în evidență este modul în care leagă aceste mișcări de starea de trezire internă a robotului. Când sistemul indică o stare de trezire ridicată (entuziasm), anumite parametri ai undelor se ajustează automat – de exemplu, mișcările de respirație devin mai frecvente și mai pronunțate. Într-o stare de trezire scăzută (somnolență), puteți observa mișcări de căscat mai lente și mai pronunțate și ocazional înclinarea capului.

Sistemul realizează acest lucru prin ceea ce cercetătorii numesc “management temporal” și “management postural” module. Modulul temporal controlează când au loc mișcările, în timp ce modulul postural asigură ca toate componentele faciale să funcționeze împreună în mod natural.

Hisashi Ishihara este autorul principal al acestei cercetări și profesor asociat la Departamentul de Inginerie Mecanică, Școala de Inginerie, Universitatea Osaka.

“Mai degrabă decât a crea mișcări superficiale,” explică Ishihara, “dezvoltarea ulterioară a unui sistem în care emoțiile interne sunt reflectate în fiecare detaliu al acțiunilor unui android ar putea duce la crearea unor androidi percepuți ca având un suflet.”

Expresia somnolentă pe un robot android pentru copii (Imaginea este oferită de Hisashi Ishihara)

Îmbunătățirea tranzițiilor

Spre deosebire de sistemele tradiționale care comută între expresii preînregistrate, această abordare creează tranziții fluide prin ajustarea continuă a acestor parametri ai undelor. Mișcările sunt coordonate printr-o rețea sofisticată care asigură ca acțiunile faciale să funcționeze împreună în mod natural – similar cu modul în care mișcările faciale ale unui om sunt coordonate inconștient.

Echipa de cercetare a demonstrat acest lucru prin condiții experimentale care arată cum sistemul poate exprima eficient diferite niveluri de trezire, menținând în același timp expresii care par naturale.

Implicații viitoare

Dezvoltarea acestui sistem de exprimare emoțională bazat pe unde deschide posibilități fascinante pentru interacțiunea om-robot și ar putea fi combinat cu tehnologii precum Embodied AI în viitor. În timp ce androidii actuali creează adesea o senzație de disconfort în timpul interacțiunilor prelungite, această tehnologie ar putea ajuta la traversarea “văii uncanny” – acel spațiu neplăcut în care roboții par aproape, dar nu quite, umani.

Principala descoperire constă în crearea unei prezențe emoționale autentice. Prin generarea unor expresii fluide și contextuale care se potrivesc cu stările interne, androidii ar putea deveni mai eficienți în rolurile care necesită inteligență emoțională și legături umane.

Koichi Osuka a servit ca autor senior și este profesor la Departamentul de Inginerie Mecanică de la Universitatea Osaka.

După cum explică Osuka, această tehnologie “ar putea îmbogăți semnificativ comunicarea emoțională între oameni și roboți.” Imaginați-vă companioni de îngrijire a sănătății care pot exprima preocuparea adecvată, roboți educaționali care arată entuziasm sau roboți de servicii care transmit atenție autentică.

Cercetarea demonstrează rezultate deosebit de promițătoare în exprimarea diferitelor niveluri de trezire – de la entuziasm la somnolență. Această capacitate ar putea fi crucială în scenarii în care roboții trebuie să:

• Să transmită niveluri de alertă în timpul interacțiunilor pe termen lung
• Să exprime niveluri de energie adecvate în medii terapeutice
• Să se potrivească stării emoționale cu contextul social
• Să mențină consistența emoțională în timpul conversațiilor prelungite

Capacitatea sistemului de a genera tranziții naturale între stări o face deosebit de valoroasă pentru aplicații care necesită interacțiune uman-robot susținută.

Prin tratarea exprimării emoționale ca o fenomen fluid și bazat pe unde, mai degrabă decât o serie de stări preprogramate, tehnologia deschide multe posibilități noi pentru crearea roboților care pot interacționa cu oamenii în moduri emoțional semnificative. Următorii pași ai echipei de cercetare se vor concentra pe extinderea gamei emoționale a sistemului și pe îmbunătățirea capacității sale de a transmite stări emoționale subtile, influențând modul în care vom gândi și vom interacționa cu androidii în viața noastră de zi cu zi.