De griezelvallei wordt overbrugd

Japanse onderzoekers ontwikkelen nieuwe technologie voor levensechte gezichtsuitdrukkingen bij humanoïde robots.

Een onderzoeksgroep onder leiding van Osaka University heeft technologie ontwikkeld waarmee humanoïde robots (androids) hun gemoedstoestanden kunnen uiten. Ze kunnen er dynamisch 'opgewonden' of 'slaperig' uitzien door gezichtsbewegingen te synthetiseren als overlappende, vervallende golven. Met deze ontwikkelingen willen de onderzoekers de 'griezelvallei' (uncanny valley) overbruggen. Dit is een denkbeeld dat wordt gebruikt om te visualiseren dat er op een bepaald punt een afkeer ontstaat voor een humanoïde robot naarmate hij sterker op een echte mens lijkt.

Patchwork

Zelfs als het uiterlijk van een android zo realistisch is dat hij op een foto voor een mens kan worden aangezien, kan het verontrustend zijn om hem echt te zien bewegen. Hij kan glimlachen, fronsen of andere bekende gezichtsuitdrukkingen vertonen. Maar het kan moeilijk zijn om een consistente emotionele staat achter die uitdrukkingen te vinden. De mens weer daardoor niet zeker weet wat de robot 'voelt', wat een gevoel van ongemak creëert.

Tot nu toe werd een 'patchworkmethode' gebruikt om robots voor veel bewegingen delen van het gezicht van een android. Ze kunnen hiermee gedurende langere perioden gezichtsuitdrukkingen vertonen. Deze methode omvat het voorbereiden van meerdere vooraf geplande actiescenario's. Deze zorgen er voor dat onnatuurlijke gezichtsbewegingen worden uitgesloten. Indien nodig wordt tussen deze scenario's geschakeld.

Dit brengt praktische uitdagingen met zich mee, zoals het van tevoren voorbereiden van complexe actiescenario's. Hetzelfde geldt voor het minimaliseren van opvallende onnatuurlijke bewegingen tijdens overgangen en het verfijnen van bewegingen om de overgebrachte gezichtsuitdrukkingen subtiel te controleren.

Nieuwe technologie

In hun studie ontwikkelde de onderzoeksgroep in Osaka een dynamische technologie voor gezichtsuitdrukkingssynthese met behulp van 'golfvormbewegingen'. Deze vormen verschillende gebaren die gezichtsbewegingen zoals 'ademen', 'knipperen' en 'gapen' als afzonderlijke golven weergeven. Deze golven worden doorgegeven aan de gerelateerde gezichtsgebieden en worden over elkaar heen gelegd om in real-time complexe gezichtsbewegingen te genereren.

Deze methode elimineert de noodzaak voor het voorbereiden van complexe en diverse actiegegevens, terwijl ook opvallende bewegingsovergangen worden vermeden. De introductie van golfvormmodulatie past de afzonderlijke golfvormen aan op basis van de interne staat van de robot. De veranderingen in interne omstandigheden, zoals stemming, worden weerspiegeld als variaties in gezichtsbewegingen.

Levendige uitdrukkingen

Door dit onderzoek naar dynamische synthese van gezichtsuitdrukkingen te bevorderen, kunnen robots die complexe gezichtsbewegingen kunnen maken, levendigere uitdrukkingen vertonen. Ze kunnen stemmingswisselingen overbrengen die reageren op hun omgevingsomstandigheden, waaronder interacties met mensen. Dit zou de emotionele communicatie tussen mensen en robots kunnen verrijken. In plaats van oppervlakkige bewegingen te creëren, zou verdere ontwikkeling van een systeem waarin interne emoties worden weerspiegeld in elk detail van de acties van een androïde, kunnen leiden tot de creatie van androïden die worden gezien als mensen met een hart.

Door de functie te realiseren om emoties adaptief aan te passen en uit te drukken, wordt verwacht dat deze technologie de waarde van communicatierobots zal vergroten, waardoor ze op een meer natuurlijke, mensachtige manier informatie met mensen kunnen uitwisselen.

De wetenschappelijke publicatie vindt u hier.

Foto: Hisashi Ishihara