Prvý otvorený súbor dát učí humanoidné roboty prirodzenej mimike tváre

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Výskumníci vytvorili prvý otvorený súbor dát pre humanoidné sociálne roboty.

• Systém využíva inovatívnu neurónovú sieť a obsahuje 9000 vzoriek.

• Chybovosť ovládania servomotorov pri generovaní výrazov dosahuje iba 4,4 %.

Schopnosť generovať prirodzené výrazy tváre je pre humanoidné sociálne roboty absolútne kľúčová. Presná mimika zohráva dôležitú úlohu pri zvyšovaní plynulosti interakcie medzi človekom a strojom. V súčasnosti sa tvorba výrazov tváre u týchto robotov spolieha predovšetkým na vopred naprogramované vzorce správania.

Tieto tradičné postupy vyžadujú náročné manuálne kódovanie, čo prináša vysoké časové a personálne náklady. Aby roboty získali schopnosť autonómneho vyjadrovania emócií, musia sa naučiť ľudskej mimike prostredníctvom pokročilého tréningu. Z tohto dôvodu výskumníci navrhli biomimetickú robotickú tvár vybavenú fyzikálno-elektronickými animovanými jednotkami.

Pre potreby tohto hardvéru bol vyvinutý komplexný vzdelávací rámec založený na sieti KAN a mechanizmoch pozornosti. Na rozdiel od predchádzajúcich sociálnych robotov vedci vytvorili plne automatizovaný systém zberu dát. Tento systém dôsledne vychádza z expertných stratégií zameraných na základné pohybové primitíva tváre.

Výsledkom tohto precízneho procesu je prvý verejne dostupný súbor dát s otvoreným zdrojovým kódom určený výhradne pre humanoidné roboty. Vytvorená databáza obsahuje 9000 unikátnych vzoriek. Samotný hardvér robota využíva na pohyb tvárových svalov skupinu servomotorov s 25 stupňami voľnosti.

Počas fázy generovania dát bol systém obmedzený 7 špecifickými skupinami pravidiel. Tieto obmedzenia zabezpečovali napríklad synchronizovaný pohyb očí alebo obmedzenie pohybu obočia pre dosiahnutie maximálnej realistickosti. Vďaka týmto opatreniam sa umelá inteligencia učí vytvárať výrazy, ktoré prirodzene rešpektujú pravidlá pohybu ľudskej tváre.

Tento inovatívny prístup výrazne pomáha zmierňovať takzvaný efekt uncanny valley, ktorý u ľudí vyvoláva nepríjemné pocity pri sledovaní nedokonalých humanoidov. Komplexné testovanie ukázalo, že táto metóda prekonáva existujúce vzdelávacie modely v oblasti tvárovej mimiky.

Pri testovaní na nezávislej vzorke dosiahol systém chybovosť riadenia servomotorov na úrovni iba 4,4 %. Robot dokázal autonómne a s vysokou presnosťou napodobňovať rôzne emócie u viacerých testovaných osôb. Tento pokrok predstavuje dôležitý krok k vytvoreniu strojov, ktoré dokážu plynulo reagovať na ľudské emócie v reálnom čase.

Otvorenie databázy pre verejnosť navyše poskytuje výskumníkom na celom svete cenný nástroj na ďalší vývoj umelej inteligencie. Zdieľanie týchto poznatkov môže v blízkej budúcnosti urýchliť masové nasadenie sociálnych robotov v zdravotníctve a školstve.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Nový otvorený súbor dát umožňuje humanoidným robotom učiť sa prirodzenej mimike a zlepšuje vzájomnú interakciu.

Zdroj: interestingengineering.com foto: depositphotos.com