Công Nghệ Sóng Mới Làm Cho Cảm Xúc Của Android Trở Nên Tự Nhiên Hơn

Đối với những người đã tương tác với một android trông giống hệt con người, nhiều người báo cáo rằng có điều gì đó “không ổn.” Hiện tượng này vượt ra ngoài vẻ ngoài – nó sâu sắc liên quan đến cách robot thể hiện cảm xúc và duy trì trạng thái cảm xúc nhất quán. Hay nói cách khác, sự thiếu hụt khả năng giống con người.

Trong khi các android hiện đại có thể sao chép hoàn hảo các biểu cảm khuôn mặt riêng lẻ, thách thức nằm ở việc tạo ra các chuyển tiếp tự nhiên và duy trì sự nhất quán về cảm xúc. Các hệ thống truyền thống phụ thuộc nặng vào các biểu cảm được lập trình trước, tương tự như việc lật qua các trang trong một cuốn sách chứ không phải chảy tự nhiên từ một cảm xúc sang cảm xúc khác. Cách tiếp cận cứng nhắc này thường tạo ra sự đứt gãy giữa những gì chúng ta thấy và những gì chúng ta nhận thức là biểu hiện cảm xúc chân thực.

Các hạn chế trở nên đặc biệt rõ ràng trong các tương tác kéo dài. Một android có thể mỉm cười hoàn hảo trong một lúc nhưng khó khăn trong việc chuyển đổi tự nhiên sang biểu cảm tiếp theo, tạo ra một trải nghiệm khó chịu mà nhắc chúng ta rằng chúng ta đang tương tác với một máy móc chứ không phải một sinh vật có cảm xúc chân thực.

Giải Pháp Dựa Trên Sóng

Đây là nơi nghiên cứu mới và quan trọng từ Đại học Osaka đến. Các nhà khoa học đã phát triển một cách tiếp cận đổi mới mà cơ bản tái tưởng tượng cách android thể hiện cảm xúc. Thay vì coi các biểu cảm khuôn mặt là các hành động riêng lẻ, công nghệ mới này xem chúng như các sóng chuyển động liên kết mà chảy tự nhiên trên khuôn mặt của android.

Giống như nhiều nhạc cụ kết hợp để tạo ra một bản giao hưởng, hệ thống này kết hợp các chuyển động khuôn mặt khác nhau – từ các mẫu thở tinh vi đến chớp mắt – thành một tổng thể hài hòa. Mỗi chuyển động được biểu diễn như một sóng có thể được điều chỉnh và kết hợp với các sóng khác trong thời gian thực.

Điều làm cho cách tiếp cận này trở nên đổi mới là tính chất động của nó. Thay vì dựa vào các chuỗi được ghi trước, hệ thống tạo ra các biểu cảm một cách hữu cơ bằng cách chồng các sóng chuyển động khác nhau này. Điều này tạo ra một ngoại hình tự nhiên và lưu loát hơn, loại bỏ các chuyển tiếp robot mà thường phá vỡ ảo giác về biểu hiện cảm xúc tự nhiên.

Sự đổi mới kỹ thuật nằm ở những gì các nhà nghiên cứu gọi là “điều chỉnh sóng.” Điều này cho phép trạng thái nội bộ của android trực tiếp ảnh hưởng đến cách các sóng biểu cảm này thể hiện, tạo ra một kết nối chân thực hơn giữa trạng thái cảm xúc được lập trình của robot và biểu hiện vật lý của nó.

Ảnh Tín Dụng: Hisashi Ishihara

Trí Tuệ Cảm Xúc Thời Gian Thực

Hãy tưởng tượng việc tạo ra một robot thể hiện rằng nó đang buồn ngủ. Nó không chỉ là về việc nhắm mắt – nó cũng là về việc phối hợp nhiều chuyển động tinh vi mà con người vô thức nhận ra là dấu hiệu của buồn ngủ. Hệ thống mới này giải quyết thách thức phức tạp này thông qua một cách tiếp cận thông minh đến việc phối hợp chuyển động.

Khả Năng Biểu Hiện Động

Công nghệ này dàn xếp chín loại chuyển động phối hợp cơ bản mà chúng ta thường liên kết với các trạng thái kích thích khác nhau: thở, chớp mắt tự nhiên, chuyển động mắt nhanh, gật đầu, lắc đầu, phản xạ hút, nystagmus pendular (chuyển động mắt nhịp nhàng), quay đầu và ngáp.

Mỗi chuyển động này được kiểm soát bởi những gì các nhà nghiên cứu gọi là “sóng suy giảm” – một mẫu toán học xác định cách chuyển động diễn ra theo thời gian. Những sóng này không ngẫu nhiên; chúng được điều chỉnh cẩn thận bằng năm tham số chính:

• Biên Độ: kiểm soát mức độ rõ ràng của chuyển động
• Tỷ Lệ Damping: ảnh hưởng đến tốc độ chuyển động ổn định
• Bước Sóng: xác định thời gian của chuyển động
• Trung Tâm Dao Động: đặt vị trí trung lập của chuyển động
• Thời Kỳ Reactivation: kiểm soát tần suất lặp lại của chuyển động

Sự Phản Chiếu Trạng Thái Nội Bộ

Điều làm cho hệ thống này nổi bật là cách nó liên kết các chuyển động này với trạng thái kích thích nội bộ của robot. Khi hệ thống chỉ ra một trạng thái kích thích cao (hào hứng), các tham số sóng nhất định tự động điều chỉnh – ví dụ, các chuyển động thở trở nên thường xuyên và rõ ràng hơn. Trong một trạng thái kích thích thấp (buồn ngủ), bạn có thể thấy các chuyển động ngáp chậm và rõ ràng hơn và偶尔 đầu gật.

Hệ thống đạt được điều này thông qua những gì các nhà nghiên cứu gọi là “quản lý thời gian” và “quản lý tư thế” mô-đun. Mô-đun thời gian kiểm soát khi nào các chuyển động xảy ra, trong khi mô-đun tư thế đảm bảo tất cả các thành phần khuôn mặt hoạt động cùng nhau một cách tự nhiên.

Hisashi Ishihara là tác giả chính của nghiên cứu này và là Giáo sư tại Khoa Cơ khí, Trường Kỹ thuật, Đại học Osaka.

“Thay vì tạo ra các chuyển động bề mặt,” Ishihara giải thích, “sự phát triển thêm của một hệ thống trong đó các cảm xúc nội bộ được phản ánh trong mọi chi tiết của hành động android có thể dẫn đến việc tạo ra các android được nhận thức là có trái tim.”

Biểu Hiện Cảm Xúc Buồn Ngủ Trên Một Robot Android Trẻ Em (Ảnh Tín Dụng: Hisashi Ishihara)

Cải Thiện Trong Chuyển Tiếp

Không giống như các hệ thống truyền thống chuyển đổi giữa các biểu cảm được ghi trước, cách tiếp cận này tạo ra các chuyển tiếp mượt mà bằng cách liên tục điều chỉnh các tham số sóng này. Các chuyển động được phối hợp thông qua một mạng lưới tinh vi đảm bảo các hành động khuôn mặt hoạt động cùng nhau một cách tự nhiên – giống như cách các chuyển động khuôn mặt của con người được phối hợp vô thức.

Đội nghiên cứu đã chứng minh điều này thông qua các điều kiện thí nghiệm cho thấy hệ thống có thể hiệu quả trong việc thể hiện các mức kích thích khác nhau trong khi duy trì các biểu cảm trông tự nhiên.

Hướng Tương Lai

Sự phát triển của hệ thống biểu hiện cảm xúc dựa trên sóng này mở ra nhiều khả năng thú vị cho tương tác giữa con người và robot, và có thể được kết hợp với công nghệ như Embodied AI trong tương lai. Trong khi các android hiện tại thường tạo ra cảm giác khó chịu trong các tương tác kéo dài, công nghệ này có thể giúp bắc cầu khoảng cách kỳ lạ – không gian khó chịu mà ở đó robot trông gần như nhưng không hoàn toàn giống con người.

Phát hiện chính là tạo ra sự hiện diện cảm xúc chân thực. Bằng cách tạo ra các biểu cảm lưu loát, phù hợp với ngữ cảnh mà phù hợp với các trạng thái nội bộ, android có thể trở nên hiệu quả hơn trong các vai trò đòi hỏi trí tuệ cảm xúc và kết nối con người.

Koichi Osuka đã phục vụ như là tác giả cao cấp và là Giáo sư tại Khoa Cơ khí tại Đại học Osaka.

Như Osuka giải thích, công nghệ này “có thể làm phong phú đáng kể việc giao tiếp cảm xúc giữa con người và robot.” Hãy tưởng tượng các người bạn đồng hành chăm sóc sức khỏe thể hiện sự quan tâm phù hợp, các robot giáo dục thể hiện sự hào hứng, hoặc các robot dịch vụ thể hiện sự chú ý giống như thật.

Nghiên cứu cho thấy kết quả đặc biệt hứa hẹn trong việc thể hiện các mức kích thích khác nhau – từ sự phấn khích năng lượng cao đến sự buồn ngủ năng lượng thấp. Khả năng này có thể là rất quan trọng trong các kịch bản mà robot cần:

• Thể hiện mức cảnh báo trong các tương tác dài hạn
• Thể hiện mức năng lượng phù hợp trong các môi trường trị liệu
• Phù hợp trạng thái cảm xúc với ngữ cảnh xã hội
• Duy trì sự nhất quán về cảm xúc trong các cuộc trò chuyện kéo dài

Khả năng của hệ thống trong việc tạo ra các chuyển tiếp tự nhiên giữa các trạng thái làm cho nó đặc biệt có giá trị cho các ứng dụng đòi hỏi sự tương tác giữa con người và robot được duy trì.

Bằng cách xem biểu hiện cảm xúc như một hiện tượng dựa trên sóng thay vì một loạt các trạng thái được lập trình trước, công nghệ này mở ra nhiều khả năng mới cho việc tạo ra các robot có thể tương tác với con người theo cách có ý nghĩa về mặt cảm xúc. Đội nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc mở rộng phạm vi cảm xúc của hệ thống và tinh chỉnh thêm khả năng thể hiện các trạng thái cảm xúc tinh vi, ảnh hưởng đến cách chúng ta sẽ nghĩ về và tương tác với android trong cuộc sống hàng ngày.