Araştırmacılar İnsan İfadelerini Taklit Eden Otonom Bir Robot Geliştirdiler

Columbia Mühendisliği’ndeki Creative Machines Lab’de araştırmacılar, yakındaki insanların ifadelerini taklit eden yumuşak ve ifade edici bir yüzü olan yeni bir otonom robot geliştirdiler.

Yeni araştırma 30 Mayıs’ta ICRA konferansında sunulacak. Robotun planları Hardware-X’te açık kaynak olarak mevcuttur.

Hod Lipson, James ve Sally Scapa İnovasyon Profesörü (Makine Mühendisliği) ve Creative Machines Lab’ın direktörüdür.

“EVA fikri birkaç yıl önce oluştu, öğrencilerim ve ben laboratuvarımızdaki robotların plastik, gözlü gözlerle bize bakarken fark ettik,” dedi Lipson.

İnsanları Andıran Robotlar

Lipson, marketlerde benzer bir eğilimi gözlemledi, burada isim etiketleriyle insanlaştırılan stoklama robotlarını gözlemledi.

“İnsanlar, gözler, kimlik veya isim vererek robot arkadaşlarını insanlaştırıyordu” dedi. “Bu, gözler ve kıyafetler işe yarıyorsa, neden bir robot yapmayalım ki super-ifade edici ve responsif bir insan yüzü olsun?”

Roboticists, uzun süredir ikna edici robotik yüzler oluşturmaya çalışıyorlar, ancak bu görev kolay değil. Geleneksel olarak robot gövdesi parçaları, metal veya sert plastikten oluşuyor, bunlar insan dokusu gibi hareket etmek için çok sert. Robot donanımı da devreler, sensörler ve güç yoğun ve ağır motorlar nedeniyle çalışması zor.

https://www.youtube.com/watch?v=STx2HMHJFY8&t=3s

EVA’nın İnşası

Proje, Lipson’un laboratuvarında birkaç yıl önce başladı, lisans öğrencisi Zanwar Faraj, robotun fiziksel “makine” kısmını inşa etmek için bir grup öğrenci lideri oldu. EVA ilk olarak bir baş olarak inşa edildi ve şimdi robot altı temel duyguyu – öfke, iğrenme, korku, sevinç, üzüntü ve şaşkınlık – ifade edebiliyor. EVA ayrıca kablolar ve motorlar 형태indeki yapay “kaslar” kullanarak daha nüanslı duyguları ifade edebiliyor. Bu yapay kaslar, EVA’nın yüzünün belirli noktalarına çekerek, insan yüzlerindeki 42’den fazla küçük kasa bağlı kasların hareketlerini taklit ediyor.

“EVA’yı oluşturmanın en büyük zorluğu, bir insan kafatasının sınırları içinde yeterli derecede fonksiyonel olması için yeterli derecede kompakt bir sistem tasarlamak oldu” dedi Faraj.

Bunu çözmek için araştırmacılar, karmaşık şekilleri olan parçaları oluşturmak için 3D yazıcı kullandı ve bunlar EVA’nın kafatasıyla entegre edildi.

“Bir gün kendi işimi yapıyordum, EVA aniden bana büyük, dostane bir gülümseme verdi” dedi Lipson. “Bunun tamamen mekanik olduğunu biliyordum, ama kendimi refleks olarak gülümserken buldum.”

AI’ı Programlama

Takım, EVA’nın yüz hareketlerini ermögeyen AI’ı programlamak için ilerledi. Robot, derin öğrenme AI kullanarak yakındaki insanların ifadelerini “okuyarak” ve sonra taklit ederek çalışıyor, EVA kendi videosunu izleyerek öğreniyor.

Lipson’un doktora öğrencisi Boyuan Chen, EVA’nın yüz hareketlerinin çok karmaşık olduğu için önceden tanımlanmış kurallarla yönetilemeyeceğini, bu nedenle EVA’nın “beyni” oluşturmak için birkaç derin öğrenme sinir ağı kullanıldığını söyledi.

Robotun beyninin önce, mekanik kas sistemini kullanarak yüz ifadeleri oluşturmayı öğrenmesi, sonra da insan yüzlerini “okuyarak” taklit etmeyi öğrenmesi gerekiyordu.

Takım, EVA’nın rastgele yüzler yapmasını saatlerce filme aldı, sonra EVA’nın dahili sinir ağı, kas hareketini video görüntüsüyle eşleştirdi, yani kendi yüzünün nasıl çalıştığını anladı. İkinci bir ağ, EVA’nın kendi self-görüntüsünü bir insan yüzüyle eşleştirdi ve birkaç ayarlamadan sonra, EVA bir kameradan insan yüzü jestlerini okuyarak ve aynı yüz ifadesini taklit ederek yanıt verebildi.

Bu tür robotlar, hastaneler, okullar ve evlerde kullanılabilir.

“Bulut tabanlı sohbet botları veya bedensiz akıllı ev hoparlörleriyle duygusal olarak ne kadar fazla etkileşime girebileceğimiz sınırlı” dedi Lipson. “Beynimiz, tanınabilir fiziksel varlığı olan robotlara iyi yanıt veriyor gibi görünüyor.”

“Robotlar, hayatlarımızın artan sayıda alanında iç içe geçiyor, bu nedenle insanların ve makinelerin birbirlerine güvenini oluşturmak giderek daha önemli hale geliyor” diye ekledi Chen.