A Columbia Egyetem mérnöki karának kutatói mesterséges intelligenciával tanítják meg a robotokat, hogy megfelelő, reaktív emberi arckifejezéseket mutassanak, ami bizalmat teremthet az emberek és robot munkatársaik között.
Bár arckifejezések óriási szerepet játszanak a bizalom kialakításában, a legtöbb robot még mindig egy profi pókerjátékos üres és statikus arckifejezését viseli. A robotok egyre szélesebb körű alkalmazásával olyan helyeken, ahol az emberekkel szorosan együtt kell dolgozniuk (az idősotthonoktól és kórházaktól kezdve a raktárakig és gyárakig), egyre sürgetőbbé válik az igény az érzékenyebb, arcrealisztikusabb robotokra.
Az egyetem Kreatív Gépek Laborjának kutatói már régóta érdeklődnek a robotok és az emberek közötti interakciók iránt, ezért öt éve dolgoznak azon, hogy létrehozzák EVA-t, egy új autonóm robotot, amelynek puha és kifejező arca a közelben lévő emberek arckifejezéséhez igazodva reagál. A kutatást az ICRA konferencián mutatták be május végén.
"Az EVA ötlete néhány évvel ezelőtt alakult ki, amikor a diákjaimmal észrevettük, hogy a laborunkban lévő robotok műanyag gülüszemeken keresztül bámulnak vissza ránk" - mondta Hod Lipson professzor, a laboratórium igazgatója.
Lipson hasonló tendenciát figyelt meg egy élelmiszerboltban is, ahol névtáblát viselő, feltöltő robotokkal találkozott. Az egyikükön egy jópofa, kézzel kötött sapka volt. "Úgy tűnt, hogy az emberek humanizálják robotkollégáikat azzal, hogy szemet, identitást vagy nevet adnak nekik. Ez elgondolkodtatott bennünket, hogy ha a szemek és a ruhák működnek, miért ne lehetne olyan robotot készíteni, amelynek szuper kifejező és reagáló emberi arca van?"
Bár ez egyszerűen hangzik, egy meggyőző robotarc megalkotása hatalmas kihívást jelentett a szakemberek számára. A robotok testrészeit évtizedekig fémből vagy kemény műanyagból készítették, amelyek túl merevek voltak ahhoz, hogy mozogjanak, mint az emberi szövetek. A robothardverek hasonlóan nyersek és nehezen kezelhetőek voltak, mert az áramkörök, érzékelők és motorok nehezek, energiaigényesek és terjedelmesek.
EVA képes kifejezni a hat alapérzelmet, a haragot, az undort, a félelmet, az örömöt, a szomorúságot és a meglepetést, valamint egy sor árnyaltabb érzelmet mesterséges izmok (azaz kábelek és motorok) segítségével, amelyek EVA arcának bizonyos pontjain elhelyezkedve utánozzák az emberi arc bőréhez és csontjaihoz különböző pontokon csatlakozó több mint 42 apró izom mozgását. "Az EVA megalkotásakor a legnagyobb kihívást egy olyan rendszer megtervezése jelentette, amely elég kompakt ahhoz, hogy elférjen az emberi koponya szűkös keretei között, ugyanakkor elég funkcionális ahhoz, hogy az arckifejezések széles skáláját produkálja" - mondta Zanwar Faraj, aki a robotarc fizikai megépítését vezette.
Hetekkel azután, hogy mindenféle módon megpróbálták a robotot rábírni érzelmek kifejezésére, EVA egy napon váratlanul barátságos mosolyt villantott Lipsonra. "Tudtam, hogy ez pusztán mechanikus volt, de azon kaptam magam, hogy reflexszerűen visszamosolyogtam" - mondta a professzor.
Miután a csapat elégedett volt EVA "mechanikájával", nekiláttak a projekt második nagy fázisának: a mesterséges intelligencia programozásának, amely EVA arcmozgásait irányítja. Bár az élethű animatronikus robotokat már évek óta használnak a vidámparkokban és a filmstúdiókban, Lipson csapata két technológiai előrelépést tett. Egyrészt az EVA mélytanuló mesterséges intelligenciát használ a közeli emberi arcok arckifejezéseinek olvasására, majd tükrözésére. Illetve a különböző emberi arckifejezések széles skáláját képes utánozni, amit a saját magáról készült videók megtekintéséből tanul meg próbálgatással.
A legnehezebben automatizálható emberi megnyilvnulások olyan nem ismétlődő fizikai mozdulatokat foglalnak magukban, amelyek bonyolult társadalmi környezetben zajlanak. Boyuan Chen, Lipson kutatótársa hamar rájött, hogy az EVA arcmozgásai túlságosan összetett folyamatok ahhoz, hogy előre meghatározott szabályrendszerek szabályozzák őket. E kihívás megoldására más résztvevőkkel együtt mélytanuló neurális hálózat segítségével hozták létre EVA agyát. A robotnak két képességet kellett elsajátítania: megtanulni, hogy saját mechanikus izmainak komplex rendszerét használja bármely adott arckifejezés létrehozásához, továbbá, hogy az emberi arcok "olvasása" révén milyen arckifejezést kell felvennie.
A kutatók megjegyzik, hogy az EVA egy laboratóriumi kísérlet, és a mimikri önmagában még messze van attól a komplex módtól, ahogyan az emberek arckifejezéssel kommunikálnak. De az ilyen alaptechnológiák egy napon hasznos, valós alkalmazások lehetnek. Például a sokféle emberi testbeszédre reagálni képes robotok hasznosak lennének a munkahelyeken, kórházakban, iskolákban és otthonokban. A kutatók szerint az életünk egyre szorosabban fonódik össze a robotokkal, így szükség van a velük való bizalom kialakítására, amire a gépi arckifejezés és a testbeszéd használata jó technológia lehet.
