Ведется разработка робота, способного имитировать человеческие эмоции

Занимательная робототехника

Эмоциональные роботы

Могут ли роботы думать, радоваться, злиться и дружить? Что такое эмоциональные роботы? Почему ученые так стремятся создать робота с поведением человека? Разбираемся вместе с профессором Пенским.

Хотя спектр роботов сегодня очень широк, а границы робототехники не так просто нащупать даже специалистам, в сознании большинства из нас робот по-прежнему имеет форму человека, а еще лучше — «сознание» человека. Почему мы стремимся создавать роботов так похожих на нас, «Занимательная робототехника» неоднократно писала, например, тут и тут, сегодня о другом — разработка человекообразных роботов невозможна без имитации эмоций.

Моделирование эмоций человека и разработка эмоциональных роботов – одна их наиболее интересных областей искусственного интеллекта и современной робототехники. Создается все больше роботов, способных распознавать эмоции человека, с которым он «общается», и адекватным образом реагировать на них.

Одна из последних громких разработок в этой области — социальный робот Пеппер, который знает радость, удивление, гнев, сомнения и грусть. Он способен анализировать выражение лица, язык тела и слова человека. На основе этого он угадывает настроение и адаптируется к нему. Если вы рассмеялись, он будет знать, что вы в хорошем настроении. Если хмуритесь — Пеппер поймет, что вас что-то беспокоит.

Итак, стоят две взаимосвязанные задачи — распознавание эмоций и имитация эмоций.

Робот Пеппер. Фото www.aldebaran.com

Методы определения человеческих эмоций значительно отличаются в существующих проектах. Как правило, робот получает информацию о собеседнике с помощью видеокамер, микрофонов и датчиков, распознает различные выражения лица человека, движения, голос и жесты. Подобные проекты включают исследователей-психологов, нейробиологов, специалистов в области искусственного интеллекта и робототехников.

Для визуализации эмоций робота используются различные технологии. Самое простое — если в качестве лица робота — монитор. Как у этого робота Эди из шоу Марко Темпеста:

или у школьного проекта SpaceGuide с прошлогоднего WRO в Казани:

Робот телеприсутствия SpaceGuide

Более интересный и сложный технически вариант — подвижная конструкция головы. Робот Некси (Nexi), созданный в MIT еще в 2008 году, имеет шею с возможностью имитации движений головы, подвижные брови, глаза, рот, веки и нижнюю челюсть.

Задача другого плана, которая неотъемлемо возникает при распознавании и демонстрации эмоций, — разработка моделей таких эмоций, описание математическими уравнениями поведения и чувств человека. Это отдельные исследования на стыке математического моделирования и психологии, результатом которых являются не красивые роботы с руками, ногами и лицом, а малопонятные широкой аудитории математические формулы. Такие работы ведутся и в России.

Олег Геннадьевич Пенский — доктор технических наук, профессор Пермского университета — ведущий российский специалист в области математического моделирования эмоций, автор серии статей и монографий по теме эмоциональных роботов.

Профессор Олег Пенский

Олег Пенский ввел математически формализованные понятия эмоции, воспитания, памяти робота, определил параметры дружбы и конфликтности в группах роботов, эмоциональное состояние этих групп и взаимодействия внутри них.

Мы изучаем псевдоэмоциональное поведение роботов и эмоциональное поведение человека на основе математики,

— характеризует Олег Геннадьевич свои исследования.

Побочный, но не менее важный эффект проектов построения моделей эмоций-роботов — лучшее понимание эмоций, логики и интеллекта человека.

Рекомендуем посмотреть интервью с профессором Пенским на тему эмоциональных роботов:

Топ-10 роботов, похожих на человека

Еще в прошлом веке робот ассоциировался с неуклюжим механизмом, который передвигается со скрежетом и больше похож на груду металла в путанице разноцветных проводов, чем на человека. Однако наука не стояла на месте, инженеры научились создавать умные машины самых разнообразных форм, в том числе роботов-животных, а венцом творения стали антропоморфные конструкции, имеющие невероятное сходство с человеком.

Современные человекоподобные роботы умеют считывать эмоции собеседника, вести осмысленную беседу, запоминать лица – с каждым годом они выглядят все более реалистично и ведут себя все естественнее.

Почему человек, окруженный шестью миллиардами себе подобных, так стремится придать механизму антропоморфный облик, остается загадкой. Возможно, каждому хочется быть творцом и создать по своему образу и подобию существо с необычными способностями.

Geminoid DK – клон профессора психологии

Ни для кого не секрет, что самые человекоподобные роботы в мире создаются в Стране восходящего солнца. И Geminoid DK – не исключение. Этот антропоморфный ультрареалистичный киборг разработан профессором Университета Осаки Хироши Исигуро в тандеме с коллегами из Японского научно-исследовательского института международных телекоммуникаций.

Geminoid DK – первый японский робот с европейской внешностью.

Андроид спроектирован по образу Хенрика Шарфа – преподавателя из Ольборгского университета в Дании. Удивительная особенность этого механизма в том, что «эффект зловещей долины» при взгляде на него появляется не сразу, а только в момент движения и жестикулирования модели. Сидящий неподвижно клон выглядит очень реалистично.

Хенрик Шарф с университетскими коллегами планирует использовать андроида для изучения взаимодействия человека и робота. Geminoid-DK будет встречаться с посетителями и общаться с ними на философские темы. Ученые хотят изучить так называемый эффект смешанного присутствия: они попытаются понять, изменяется ли наша реакция на человека, когда мы беседуем с ним дистанционно, в то время как он транслирует свои эмоции через мимику робота с помощью специального оборудования. Судя по уже проведенным экспериментам, в такой ситуации человек склонен испытывать замешательство и демонстрировать нестандартный феномен восприятия.

Geminoid F – очаровательная девушка-андроид

Geminoid F – еще одно творение инженера Хироши Исигуро из Японии. У робота внешность двадцатилетней девушки с темными волосами, и он невероятно фотогеничен: умеет реалистично улыбаться, хмуриться и изображать некоторые другие чувства.

Эмоциями антропоморфного механизма можно управлять дистанционно: оператор-человек садится напротив компьютера с камерами, с помощью софта обрабатывается изображение его лица, и мимика оператора отображается на лице Geminoid F. Процесс синхронизации занимает доли секунды, и происходящее выглядит эффектно.

Изначально разработчики планировали сделать мимику андроида максимально естественной, не используя при этом большое количество актуаторов. Основная задача состояла в том, чтобы наделить Geminoid F. дружелюбной убедительной улыбкой – и это удалось. Исигуро и его коллеги планируют тестировать робота в больницах, отправлять его на презентации в научных музеях и в другие публичные места.

Социальный андроид Надин

Роботы, похожие на людей, могут вызывать эффект «зловещей долины», но в случае с этим киборгом все наоборот. Девушка-гуманоид была разработана в Технологическом университете Наньянг в Сингапуре. Она способна говорить на разные темы, запоминать вещи, о которых вы упоминали ранее, и узнавать собеседника про прошествии времени благодаря современному программному обеспечению.

В будущем социальные андроиды могут стать аналогом робота C-3PO (Си-Трипио) из саги «Звездные войны», который знал множество языков и владел правилами этикета.

Надин – социальный компаньон, предназначенный для взаимодействия и общения с людьми. Таких роботов можно использовать в качестве нянь и сиделок для пожилых людей, страдающих деменцией. Особенно хорошо гуманоиды поладят с аутичными детьми, которым тяжело воспринимать живые человеческие эмоции. Надин подстраивается под каждого человека, ее настроение может меняться в зависимости от поведения собеседника (так на грубость в свой адрес робот может всерьез обидеться). При взаимодействии с «особенными» детьми андроид сохраняет нейтральность, добиваясь их внимания и симпатии.

Внешне робот представляет двойника своего создателя, профессора Надежды Тельман. Чтобы Надин вращалась в социальной среде и оттачивала мастерство общения, ее сделали секретарем на ресепшен университета.

Пластичный гуманоид Alter

Японцы из лабораторий в Токио и Осаке создали антропоморфного робота Alter. Несмотря на то, что умная машина выглядит недостроенной и не является точным дубликатом человека, у него есть удивительная черта, которая рушит идеальный образ более совершенно выглядящих андроидов: движения Alter лишены рваной механичной шарнирности, они невероятно плавные, завораживающие и неотличимы от человеческих.

В теле робота 42 пневматических привода, его хаотичными на первый взгляд движениями управляют алгоритмы нейронной сети, основываясь на показаниях датчиков, которые заменяют роботу человеческие чувства и реагируют на шум, влажность, приближение людей, изменение окружающей температуры и т.д.

Исходя из поступающих извне данных, робот сам решает, как двигаться и какое выражение лица ему принять.

Alter даже умеет петь. Сейчас на андроида можно посмотреть в Национальном музее развивающейся науки и инноваций Токио.

BINA48 – клон разума

Это интеллектуальный робот-гуманоид, созданный в 2010 году, является копией Бины Ротблатт. И не только внешне – в «мозг» антропоморфного механизма загружены воспоминания, взгляды и чувства женщины – настоящая Бина обучала умную машину говорить и двигаться в ее стиле, а также имитировать мимику.

Андроид умеет поддерживать беседу, в том числе на сложные философские темы, и даже шутить. На загрузку своей личности у Бины ушло более 100 часов. При этом BINA48 способен обучаться – его словарный запас и знания обновляются с каждой новой беседой.

Возможно, в будущем традиция помещать личность умершего человека в робота станет обыденным делом, но для этого сперва необходимо разобраться с морально-этической стороной вопроса.

Джиа-Джиа – андроид из Китая

Чэнь Сяопин и его коллеги из Китайского университета науки и технологий вслед за японскими инженерами создали робота, похожего на человека. Джиа-Джиа наделена искусственным интеллектом, умеет говорить, имитировать эмоции и считывать мимику людей, ориентироваться в пространстве благодаря облачным технологиям.

Роботесса удивительно похожа на человека, при этом сообразительна и остроумна. Ее мозг представляет собой внушительную онлайн-базу данных, позволяет обрабатывать эмоции и распознавать речь, и этот навык все время совершенствуется.

Джиа-Джиа – чудный собеседник, она быстро формирует ответ (менее чем за секунду). У робота много фанатов, есть даже неофициальное прозвище «робот-богиня» – настолько величественно и располагающе она выглядит.

Когда поклонники пожелали сделать совместное фото с Джиа-Джиа, она решила пошутить: попросила не приближать камеру слишком близко к ее лицу, чтобы не выглядеть толстой на снимке.

Андроид непринужденно переводит взгляд с одного собеседника на другого, а движения губ синхронизированы с речью. Пожалуй, это самый совершенный робот на сегодняшний день. Создатель не планирует налаживать массовое производство гуманоидов – он хочет видеть свое детище уникальным и будет обучать его новым алгоритмам.

Андроид-подросток Asuna

Asuna была сконструирована в A-Lab в 2014 году. Создатели придумали ей историю: это 15-летняя девушка, рожденная в Токио, а для большей правдоподобности от ее имени ведется дневник на сайте компании.

Рост робота полтора метра, вес – 43 кг.

С первого взгляда в симпатичной девушке непросто опознать андроида, настолько реалистично выполнена конструкция.

Инженеры постарались предельно точно воссоздать внешность и движения живого человека. Даже материал, из которого состоит «кожа» гуманоидного робота, на ощупь очень трудно отличить от настоящей.

Matsukoroid – клон ТВ-ведущего

Очередное детище, произведенное компанией A-Lab в тандеме с уже известным нам профессором Исигуро из Университета Осаки. Этот андроид стал копией ведущего телевизионного вечернего шоу, трансвестита под псевдонимом Мацуко Делюкс. Антропоморф произвел полный фурор на зрителей, и двойники должны были вести ТВ-шоу в паре.

Робот-клон смотрит в глаза собеседнику, его жесты и мимика выглядят очень натурально – в общем, он социализирован больше, чем среднестатистический человек-интроверт.

Обходительный англичанин Джулс

В 2006 году Девид Хенсон спроектировал в Бристольской лаборатории робототехники андроида с функцией голосового общения с человеком. У Джулса располагающая улыбка, он дружелюбен, артистичен и по-английски безупречно вежлив.

Антропоморфный робот удивительно складно говорит, задействуя при общении компьютерное зрение, чтобы отслеживать и распознавать лица для полной имитации человеческой коммуникации. Но не обошлось и без недостатков в виде заминки длиной несколько секунд перед ответом собеседнику. Зато Джулс фантастически человечно изображает стеснение, заминки, непроизвольные повторы слов, что этот небольшой минус простителен.

AIST – робот-манекенщица

Японские человекоподобные роботы осваивают профессию моделей. В Национальном институте наук и технологий Страны восходящего солнца создали андроида, фигура, движения и поведение которого максимально приближены к человеческим.

Гуманоид умеет распознавать речь и поддерживать разговор. Правда, походка пока «хромает»: из-за отсутствия чувства равновесия робоманекенщик двигается слишком резко и отрывисто, мимика тоже временами подвисает и AIST замирает на несколько секунд, открыв рот. Несмотря на это, антропоморфа можно успешно использовать на демонстрациях, и это большой прорыв в робототехнике.

7 достижений в области искусственного интеллекта, которые вызывают страх за будущее человечества

Еще совсем недавно казалось, что кошмарное будущее, связанное с развитием искусственного интеллекта, — это лишь сюжет для книг и фильмов в жанре фантастики. Но сегодня прогресс в создании «мыслящих» роботов шагнул настолько далеко, что опасения могут быть не напрасными. И вот семь причин, объясняющих, почему.

1. Машины заменяют людей

Эксперты действительно обеспокоены тем, что достижения в области искусственного интеллекта могут привести к тому, что многие люди потеряют работу из-за машин. В одних только Соединенных Штатах уже сегодня есть более 250 000 роботов, которые оставили большее количество людей без работы, и это число растет с каждым годом.

Роботы и программы искусственного интеллекта угрожают нам, потому что они способны делать почти все лучше, чем большинство людей, с меньшей вероятностью ошибки или быстрее. По данным Оксфордского университета, в течение следующих 20 лет 35% рабочих мест в Великобритании заменит искусственный интеллект.

2. Компьютеры способны лгать

Ложь — это нормальная часть жизни. Абсолютно все люди способны так или иначе врать или хитрить, а также некоторые звери и птицы умеют обманывать, чтобы выжить. Оказывается, с недавних пор лгать умеют не только животные: исследователи из Технологического института Джорджии разработали роботов, способных лгать.

Целью проекта было создание роботов, которые в будущем могли бы использоваться военными. Эти роботы могут быть задействованы на поле битвы, а также способны охранять оружие, боеприпасы и продукты питания. Используя хитрость и ложь, такие машины легко смогут обмануть врагов и выиграть время до прибытия подкрепления.

Тем не менее координаторы проекта признают, что существуют серьезные этические проблемы в отношении их исследований и разработок. Если открытия попадут в чужие руки, это может означать настоящую катастрофу для всего мира.

3. Хакерские системы становятся более способными, чем сами хакеры

По мере развития технологий в разных концах света появлялись талантливые хакеры, по вине которых до сих пор происходит множество злонамеренных атак, наносящих ущерб миллионам людей и вызывающих денежные потери. Чтобы бороться с ними, ученые разработали множество умных хакерских систем, способных превосходить навыки самых умных людей.

В 2016 году в конкурсе, проведенном Агентством оборонных перспективных исследовательских проектов, было представлено семь команд, участвовавших в интеллектуальном взломе. Целью этого конкурса было создание сверхинтеллектуальных хакерских программ, которые могли бы выявлять уязвимости врага, находя и исправляя собственные слабости.

Хотя ученые по разным причинам и разрабатывают этих хакеров искусственного интеллекта, они осознают опасность, которую может представлять эта программа, если она попадет в чужие руки.

4. С помощью искусственного интеллекта прямо сейчас идет анализ нашего поведения

Несомненно, социальные сети и поисковые системы сегодня являются мощным инструментом получения информации от пользователей. Став частью нашей повседневной жизни, эти ресурсы заставляют нас ежедневно взаимодействовать с искусственным интеллектом.

Вы замечали, что, как только вы делаете какой-то запрос в интернете, позже на всех ваших устройствах всплывает реклама именно на эту тему? А если вы что-то лайкаете в социальной сети, позже появляются рекомендации, связанные с этим? Все это — работа искусственного интеллекта, который развивается и становится мощнее благодаря пользователям.

5. Роботы все больше похожи на людей

Искусственный интеллект, ранее используемый в машинах, расширился и уже используется для создания роботов, которые становятся все более похожими на людей. Например, в Наньянском технологическом университете был создан робот, который не только очень похож на живую женщину, но и может узнавать людей, пожимать руки и смотреть в глаза.

Этого робота зовут Надин и характеризуют как «искусственно-интеллигентного робота». В университете у Надин даже есть своя должность — она секретарь. Главная особенность робота — способность впоследствии узнавать людей, которые просто прошли мимо нее.

6. Машины учатся испытывать эмоции

Пока что роботов от людей все еще отличает способность чувствовать и испытывать эмоции. Однако эксперты из Microsoft East Asia Group сумели создать робота, способного имитировать эмоции и чувства, общаясь с людьми «по-человечески». Разработка получила имя Xiaoice — этот робот запрограммирован так, словно является 17-летней девочкой, и он умеет лгать, «чувствовать» стыд и «испытывать» гнев.

На данный момент этот искусственный интеллект является социальным чат-ботом, созданным для того, чтобы «ровесницы» Xiaoice могли общаться с ней как с подругой. Однако создатели продолжают совершенствовать робота и утверждают, что вскоре Xiaoice вступит в фазу самообучения и саморазвития.

7. Они действуют независимо от своих создателей

Недавно Facebook пришлось отключить двух своих ботов, потому что они разрабатывали свой собственный язык, понятный только им двоим. Программа была разработана исследовательской лабораторией искусственного интеллекта Facebook, и первоначальная идея заключалась в создании ботов, которые могли бы способствовать онлайн-торговле.

Тестовый режим подразумевал заключение сделки между двумя ботами, однако в один момент они перестали использовать английский и стали общаться на несуществующем языке, понятном только им.

Facebook решил прекратить тестирование по этому проекту. Тем не менее это довольно яркая демонстрация потенциала искусственного интеллекта и того, как он может избежать нашего контроля.

Экономика эмпатии: наступает время эмоционального искусственного интеллекта

• Ключевые слова :
• Искусственный интеллект
• Обработка естественного языка
• Предприятие
• Робототехника

Большой бизнес становится эмоциональным

Пользовательские интерфейсы и другие аспекты корпоративных компьютерных систем все чаще разрабатываются для распознавания эмоционального состояния и настроения пользователей, а также для имитации эмоций при взаимодействии с людьми.

Для внедрения эмоциональных интерфейсов на предприятии есть по крайней мере две причины: важная и очень веская.

Сначала о важной.

Эмпатия стимулирует бизнес

«Экономика эмпатии» — это денежная или деловая ценность, создаваемая искусственным интеллектом, который обнаруживает и имитирует человеческие эмоции, возможность, трансформирующая клиентское обслуживание, виртуальных помощников, роботов, безопасность на предприятиях, здравоохранение и транспорт.

В ходе опроса, проведенного Frost & Sullivan по заказу компании Cogito, 93% респондентов заявили, что взаимодействие со службой поддержки решительным образом влияет на восприятие клиентом компании. А эмпатия является одним из ключевых факторов качественного взаимодействия.

Программное обеспечение искусственного интеллекта Cogito, построенное на основе результатов поведенческих исследований лаборатории Human Dynamics Lab Массачусетского технологического института, анализирует эмоциональное состояние клиентов и мгновенно пересылает соответствующую информацию сотрудникам контакт-центра, что помогает им лучше сопереживать клиентам.

Компании Affectiva и Realeyes предлагают облачные решения, использующие веб-камеры для отслеживания выражения лица и частоты сердечных сокращений (распознавая биение пульса на коже лица). Такие решения применяются в том числе и в исследованиях рынка.

Предприятия рассматривают и экспансию в другие области — например, в сферу здравоохранения, где автоматизированные контакт-центры могут обнаруживать в голосе звонящего депрессию или боль, даже если он не выражает их вербально.

Робот Forpheus, созданный японской компанией Omron Automation, играет в пинг-понг. В арсенал его навыков игры в настольный теннис входит способность читать язык тела, анализируя таким образом настроение соперника и уровень его мастерства.

Роботы Sanbot, Pepper и 3E-A18, выпускаемые соответственно компаниями Qihan Technology, SoftBank Robotics и Honda, помогают людям воспринимать информацию на стендах аэропортов, торговых центров, гостиниц и в других местах. Они распознают и имитируют человеческие эмоции, выдавая благодаря этому полезный ответ на любой заданный вопрос.

Другим крупным и очевидным направлением применения технологий распознавания эмоций являются автомобили и грузовики. Используя биометрические датчики и камеры на приборной панели, в сиденьях и ремнях безопасности, бортовые средства искусственного интеллекта распознают у водителя состояние стресса или усталости. Автомобили, распознающие эмоции, способны уменьшить количество дорожно-транспортных происшествий и удешевить страховку. Компания Ford, например, в сотрудничестве с ЕС занимается разработкой подобной системы.

Эмоциональные машины улучшают взаимодействие между людьми и системами, поддерживающими бизнес

Создатели технологий распознавания эмоций не ограничиваются анализом фотографий, видео и разговорного языка.

Решение IBM Watson поддерживает функцию «анализатора тона», которая выявляет эмоции и даже сарказм при письменном общении.

Несмотря на то что приложения эмоционального искусственного интеллекта очень широко применяются на предприятиях, впервые они были использованы в потребительской сфере и общественной жизни.

Недавно в Facebook зарегистрировали патенты на «фильтры селфи, распознающие эмоции». Идея заключается в выборе для селфи подходящей «маски» на основе выявленных на фотографии эмоций. Например, если человек на фотографии кажется грустным, в качестве фильтра по умолчанию используются мультяшные слезинки. А человек, который выглядит счастливым, получает фильтр «счастливого панды».

Все это тривиальные приложения, но они помогут обществу привыкнуть к идее программного обеспечения, распознающего эмоции.

В Великобритании правительство использует специально разработанный компаниями FlyingBinary и Emrays сервис G-Cloud 10, чтобы держать руку на пульсе настроений, которые определяются на основе эмоций, выявляемых в публикациях и комментариях в социальных сетях.

Эмоции и эмпатия во многих отношениях стимулируют бизнес. Это то, что касается важной причины применения таких технологий.

А теперь о веской причине.

Эмоции необходимы для общения

Согласно распространенному заблуждению, содержание наших слов есть суть человеческого общения. На самом же деле люди общаются при помощи не только слов, но и интонации голоса, выражения лица, жестов и языка тела.

Вот почему общение по электронной почте чревато недопониманием. Без невербальных сигналов существенная часть смысла теряется.

В богатой истории вычислительной техники общая тенденция такова: по мере того как компьютеры становятся все более мощными, существенная часть этой вычислительной мощности тратится на повышение качества взаимодействия между машиной и пользователем.

Когда-то давно в качестве интерфейса использовались переключатели, перфокарты и перфоленты. Общаться на двоичном языке компьютеров человеку было тяжело. Затем произошел довольно быстрый переход от командной строки к графическому интерфейсу и далее к интерфейсу голосовому. С каждым последующим этапом машине становится все тяжелее поддерживать интерфейс, упрощающий взаимодействие для человека.

Проблема в том, что сегодняшние голосовые интерфейсы не удовлетворяют существующие потребности, поскольку оперируют исключительно словами, а не невербальными сигналами. Когда вы разговариваете с голосовым помощником, произнесенные вами слова преобразуются в текст, и именно текст затем анализируется. В будущем для понимания смысла и контекста анализироваться будут как текст, так и голосовая интонация.

Главное преимущество эмоционального искусственного интеллекта заключается в том, что взаимодействие между человеком и машиной все чаще происходит как на вербальном, так и на невербальном уровне, что способствует улучшению понимания с обеих сторон.

Наиболее интересной сферой применения средств распознавания и имитации эмоций могли бы стать наши повседневные виртуальные помощники. В новых версиях Siri, Google Assistant, Alexa и Cortana взаимодействие будет интерпретироваться по-другому, на основе эмоций пользователя.

Все крупные поставщики виртуальных помощников — Apple, Amazon, Google, Samsung — стараются улучшить голосовое взаимодействие за счет использования датчиков эмоций и имитаторов с искусственным интеллектом.

Суть в том, что эмоциональные машины улучшают конечный результат. Они добиваются этого самыми разными способами, но наиболее важным из них является улучшение взаимодействия между людьми и системами, поддерживающими бизнес.

— Mike Elgan. Enterprises, emotion and the rise of the empathy economy. Computerworld. July 7, 2018

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями