大阪大学的一个研究小组发明了一项技术，通过生成以重叠、衰减的波浪为模型的面部运动，机器人可以动态地传达“兴奋”或“困倦”等情绪状态。
即使机器人在照片中看起来非常像人类，亲眼看到它的动作也会让人感到不安。它可以微笑、皱眉，并表现出熟悉的面部表情，但这些表情往往缺乏一致的情感基础。这种脱节可能会让人对其真实感受产生不确定性，从而产生一种不安感。 到目前为止，面部特征高度灵活的机器人依靠“拼凑法”来长时间表达情绪。这种方法包括预先编程多个动作场景并根据需要在它们之间切换，以确保将不自然的面部动作降至最低。
然而，这带来了实际的挑战，例如事先准备复杂的动作场景，尽量减少过渡期间明显的不自然动作，以及微调动作以巧妙地控制所传达的表情。
一种新方法：基于波形的面部表情合成 在这项研究中，主要作者石原久志和他的研究小组开发了一种动态面部表情合成技术，使用“波形运动”，将构成面部运动的各种手势（例如“呼吸”、“眨眼”和“打哈欠”）表示为单独的波。这些波传播到相关的面部区域并叠加以实时生成复杂的面部运动。这种方法无需准备复杂多样的动作数据，同时也避免了明显的动作转换。
此外，通过引入“波形调制”，根据机器人的内部状态调整各个波形，情绪等内部条件的变化可以立即反映为面部运动的变化。
“推动动态面部表情合成研究将使能够做出复杂面部动作的机器人展现出更生动的表情，并传达出对周围环境（包括与人类的互动）做出反应的情绪变化，”资深作者 Koichi Osuka 说道。“这可以极大地丰富人与机器人之间的情感交流。”
石原补充道：“与创造表面动作相比，进一步开发一个系统，让机器人的内在情感反映在机器人行为的每一个细节中，可能会创造出被认为有心脏的机器人。”
通过实现自适应地调整和表达情绪的功能，该技术有望大幅提升沟通机器人的价值，使其能够以更自然、更人性化的方式与人类交换信息。
参考文献：Hisashi Ishihara、Rina Hayashi、Francois Lavieille、Kaito Okamoto、Takahiro Okuyama 和 Koichi Osuka 撰写的《基于衰减波合成的机器人面部动态唤醒表情自动生成》，2024 年 12 月 20 日，《机器人与机电一体化杂志》 DOI: 10.20965/jrm.2024.p1481
资助：日本学术振兴会
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