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Humans
“这是我第一次和机器人一起打鼓。
我正坐在一个可爱的人形机器人对面,它叫iCub。我们每个人都有自己的棍子和鼓,并且要随着光标的移动用棍子同步击打鼓。
这个击鼓实验是由位于热那亚的意大利理工学院(Italian Institute of Technology)的研究小组CONTACT(协作技术认知架构(Cognitive Architecture for Collaborative Technolog))进行的,是众多人机交互实验之一。
虽然房间里还有其他人的存在,但我的目光总是被iCub厚重的白色眼睑吸引,当它每隔几秒钟眨眼时,会有明显的噪音。”
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一、教机器人眨眼的意义何在?
IMAGE SOURCE,CHRISTINE RO
研究表明,人类对会眨眼的机器人反应更好
芬兰坦佩雷大学(University of Tampere)的心理学研究员海伦娜·基拉沃莉(Helena Kiilavuori)评论说:“虽然人们通常认为眨眼只是一种为了保护和润滑眼部的反射性生理功能,但其实它在交互过程中也起着重要作用。”
"While it is often assumed that blinking is just a reflexive physiological function associated with protective functions and ocular lubrication, it also serves an important role in reciprocal interaction," comments Helena Kiilavuori, a psychology researcher at the University of Tampere in Finland.
眨眼传递着注意力和情感。作为一种非语言交流的方式,它的很多功能我们没有意识到,比如谈话轮到了谁。
因此,社会机器人专家一直在研究人类眨眼的生理和心理特性,以了解为什么使机器人能眨眼可能是有用的。
“鉴于眨眼在人类行为中有许多重要功能,我们可以假设,让机器人眨眼可以显著增强它们的与人类相像的特征。这反过来又可以促进人机交互。”基拉沃莉女士说。
事实上,一项针对意大利13岁儿童和成年人的研究表明,这两组人都更喜欢会眨眼的机器人。一个不眨眼的机器人盯着你看的时候会很难受,CONTACT小组的负责人亚历山德拉·休蒂(Alessandra Sciutti)说。
二、技术条件限制机器人“学习眨眼”进程
尽管让机器人能看起来自然地眨眼有很多好处,但在技术上是具有挑战性的。
基拉沃莉解释说:“眨眼是人类最微妙的动作之一,所以设计能够模仿这个动作的装置需要先进的技术,比如高精度的马达。”例如,工程艺术公司(Engineered Arts)的机器人专家使用昂贵的航空级电机,同时自己设计了用于控制的电子设备。
*Engineered Arts是英国类人娱乐机器人的领先设计师和制造商。
IMAGE SOURCE,ENGINEERED ARTS
这款由Engineered Arts公司制造的机器人使用昂贵的马达为眨眼提供动力
“具体来说,控制机器人眨眼时用于移动“眼皮”的马达速度很有挑战性,眨眼时让眼睛的形状看起来很自然也极有挑战性。另外,减少人造眼睑和眼睛表面之间的摩擦也同样困难,”汉森机器人公司的汉森说。
“Specifically,” says Mr Hanson of Hanson Robotics, "The speed of the motors moving skin material when blinking is really challenging and making the shape of the eye look natural while blinking is happening is also challenging. As well as reducing friction between artificial eyelids and the eye surface itself."
这里的另一个问题是眨眼的速度和降噪之间的权衡。CONTACT部门的高级技术人员弗朗西斯科·雷亚(Francesco Rea)说,iCub机器人有一个噪音更小的马达,可以减弱眨眼的声音。但缓慢的移动会让机器人看起来昏昏欲睡或像猫一样。
基拉沃莉补充道:“另一个挑战是正确的眨眼时机和持续时间。”眨眼的不同功能,涉及到不同的眼睑动态和不同的情绪状态,比如一个人在说谎时如何改变眨眼速度。
她说:“在特定的环境中,任何不自然、不合理的眨眼时机和间隔时间都会使机器人显得奇怪并令人不安。”
"Any deviation from the natural and appropriate blinking times and duration, in a given context, can make the robot appear odd and disturbing," she says.
IMAGE SOURCE,HANSON ROBOTICS
让眼睛和皮肤在眨眼时看起来自然是非常具有挑战性的
CONTACT团队使用了一个程序,该程序可以一定程度上随机化间隔。毕竟,一直眨眼睛看起来也不太自然。
另一个挑战是让人形机器人与人类的眨眼模式同步,就像人类在交谈时一样。夸张的流行观点认为有时难以区分机器人和人类。但实则人体有大量的复杂机制,眨眼是其中之一。这些复杂机制仍然使机器人的互动看起来怪怪的。
肯尼迪指出,眨眼这样微小的机制有时会被低估,当试图“复刻眨眼”时,“实际上你得知道这个机制有多复杂,以及其中有多少微妙的运动。因此我们有机会探索它,并在此基础上有所创造。”
三、迎接挑战---迪士尼走在了前面
在迪士尼研究院( Disney Research),机器人专家与角色动画师已经合作开发了一个逼真的机器人凝视研究模型,期望借此创造人机互动的平台,提升人机交互效果。
*2008 年,迪士尼研究院成立,旗下五个研发部门分别负责人机互动、电脑绘图、影片制作技术、人体识别、材料研究、行为学等不同科研领域的技术研发。
他们已经申请了机器人感应和眼球控制系统的专利,其包括处理机器人胸部摄像头所摄图像的软件,以及控制打开和关闭眼睑等动作的软件。
They've patented their system of robotic sensing and control of eye gaze. This includes software for processing images taken by a camera in the robot's chest, and generating control signals for movements like opening and closing the eyelids.
迪士尼研究院的研究科学家詹姆斯•肯尼迪(James Kennedy)表示,该研究仍处于实验阶段,尚未在迪士尼主题公园中应用。这项技术还需要进一步完善,例如,让机器人在与人类进行长时间的近距离互动时不会让人感到不适。
The technology would need to be refined in order, for instance, for the eye gaze system to remain believable in longer close-up interactions with humans.
原文链接:
https://www.bbc.com/news/business-11428889
编译 | 彭茨涵
排版 | 彭茨涵
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