机器人会模仿人类微笑了，但我总感觉这微笑…
发布时间：2021-06-05 15:27:47 所属栏目：大数据 来源：互联网
导读：由线和电机组成的人造肌肉 哥伦比亚大学（Columbia Engineering）创意机器实验室（Creative Machines Lab）的研究人员一直对机器人与人类之间的互动感兴趣。 面部表情在建立信任方面发挥着巨大作用，随着机器人已经被越来越多地用于疗养院、医院等与人类紧密
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由线和电机组成的人造“肌肉”
哥伦比亚大学（Columbia Engineering）创意机器实验室（Creative Machines Lab）的研究人员一直对机器人与人类之间的互动感兴趣。
面部表情在建立信任方面发挥着巨大作用，随着机器人已经被越来越多地用于疗养院、医院等与人类紧密合作的地方，相比“冷冰冰”，我们更需要灵敏、有“温度”的机器人。
于是，研究人员花了五年时间来创造上面这个可以模仿人类表情、叫做 EVA的机器人。
EVA的机械设计含以下四个模块，如下图：
A为电机伺服模块（motor servo module ），EVA就是由它驱动，该模块通过底部的树莓派4控制。“皮肤”通过尼龙绳与10个电机相连，以受到控制作出相应表情。
B为有6个转动角度的自由度的眼睛模块，与前颅骨分离。
C为RGB摄像机，用于人表情的随机数据采集。
D为6自由度的颈部模块。
机器人会模仿人类微笑了，但我总觉得这笑容……
其中，要想在机器人整个头部设计出一个足够紧凑的系统以适应人类头骨的大小，同时仍然具有足够的功能以产生各种面部表情可不容易。
里面要塞下电路、传感器和电机（motor）等各种体积不小的玩意儿。
为此，研究人员决定用3D 打印来制造形状复杂的零件，让这些零件在EVA 的脑瓜里无缝地集成在一起。
EVA通过由尼龙绳和电机（cables and motors）组成的人工“肌肉”，拉动脸上的特定点，模仿人类面部皮肤和骨骼上不同部位的42多块细小肌肉的运动，来表达愤怒、厌恶、恐惧、喜悦、悲伤和惊讶六种基本情绪，甚至更细微的表情。
“有一天，当 EVA 突然给我一个大大的、友好的微笑时，我正忙着自己的事情，我知道这纯粹是机械性的，但我发现自己条件反射地回以微笑。”
深度学习“阅读”人类表情，作出反应
上面的机械设计，表明EVA这个机器人在物理上具备作出各种表情的能力。那它又是如何自主完成模仿的呢？
下面就来揭开这款机器人的软件部分。
由于人类面部表情太复杂，预先设定好的规则根本不够随机应变，研究人员利用几个深度学习神经网络构建了EVA的“大脑”。
这个大脑需掌握两种能力：一是通过“阅读”人类的脸知道自己要做哪些表情；二是能把这些表情通过控制面部“肌肉”而呈现出来。
为了教EVA认清自己的“脸”是什么样子，团队拍摄了数小时它做各种“鬼脸”的视频。
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