人形機(jī)器人面部表情技術(shù)取得新進(jìn)展

日本大阪大學(xué)近日發(fā)布公報(bào)說，該校領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)出一種動(dòng)態(tài)面部表情合成技術(shù)，可使人形機(jī)器人更好地表達(dá)情緒狀態(tài)，如興奮或困倦。這項(xiàng)技術(shù)有望顯著提升交流型機(jī)器人的價(jià)值，使它們能夠以更自然、更像人類的方式與人類交換信息。

據(jù)公報(bào)介紹，雖然人形機(jī)器人可以微笑、皺眉或表現(xiàn)出其他各種熟悉的表情，但要在這些表情背后找到一致的情感狀態(tài)卻很困難，令人無法確定它的真正感受，從而讓人產(chǎn)生一種不適感。

傳統(tǒng)上，人形機(jī)器人的面部表情采用“拼湊法”來實(shí)現(xiàn)。這種方法需要準(zhǔn)備多個(gè)預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作場(chǎng)景，以確保在這些場(chǎng)景之間切換時(shí)避免不自然的面部動(dòng)作。但在實(shí)際運(yùn)用中充滿挑戰(zhàn)，不僅需要提前準(zhǔn)備復(fù)雜的動(dòng)作場(chǎng)景，在過渡過程中盡量減少不自然的動(dòng)作，還要微調(diào)動(dòng)作以精細(xì)控制所傳達(dá)的表情。

在這項(xiàng)新研究中，大阪大學(xué)等機(jī)構(gòu)人員開發(fā)出一種借助“波形運(yùn)動(dòng)”的動(dòng)態(tài)面部表情合成技術(shù)。該技術(shù)將各種構(gòu)成表情的面部動(dòng)作表示為單獨(dú)的波，如眨眼、打哈欠等。這些波被傳播到相關(guān)的面部區(qū)域并疊加起來，從而實(shí)時(shí)生成復(fù)雜的面部表情。該方法不需要提前準(zhǔn)備復(fù)雜多樣的動(dòng)作數(shù)據(jù)，同時(shí)避免了不自然的面部動(dòng)作過渡。

這種技術(shù)還可以根據(jù)機(jī)器人的內(nèi)部狀態(tài)調(diào)整個(gè)別波形，可以使機(jī)器人的內(nèi)部條件變化即時(shí)反映為面部動(dòng)作的變化。

研究人員表示，在該技術(shù)輔助下，具備復(fù)雜面部動(dòng)作的機(jī)器人將能夠展現(xiàn)更生動(dòng)的表情，并且能夠根據(jù)周圍環(huán)境變化展現(xiàn)情緒變化，這將極大豐富人與機(jī)器人之間的交流。

相關(guān)論文已發(fā)表在日本《機(jī)器人與機(jī)電一體化雜志》上。