Андроид способен показывать сложные эмоции: исследование Nikola

Введение

Социальные роботы, разработанные для взаимодействия с людьми, находят всё большее применение в обществе. Они используются в качестве компаньонов для пожилых людей, пациентов в больницах, людей с аутизмом и детей. Роботы также могут выполнять сервисные функции, такие как гостиничные услуги или официанты, и заменять людей в ситуациях, угрожающих здоровью, например, во время пандемии COVID-19. Таким образом, социальные роботы играют важную роль в различных аспектах общества, фокусируясь на взаимодействии с людьми.

Роботы, способные выражать эмоции, воспринимаются как активные партнёры в социальном взаимодействии. Эмоции могут быть выражены через тон голоса, фразы, жесты, символы или выражения лица, в зависимости от технических возможностей робота. Особенно выражения лица являются мощным инструментом для передачи широкого спектра информации о внутренних состояниях.

Андроид Nikola, разработанный в RIKEN, показал способность имитировать человеческие выражения лица шести основных эмоций (гнев, отвращение, страх, радость, грусть и удивление). Nikola имеет 35 пневматических актуаторов в голове для имитации человеческих фациальных действий. Исследователи оценили действия Nikola с использованием системы FACS (Фациальная Система Кодирования), разработанной для определения выражений лица на основе активации фациальных действий (AUs), и валидировали 17 человеческих AUs.

Цель исследования

Целью данного исследования было выяснить, может ли андроид Nikola выражать сложные эмоции, такие как веселье, ужас, благоговение, скука, удовлетворение, застенчивость, ненависть, колебание, моральное отвращение, боль, сонливость и подозрительность. Исследование включало 240 участников из Японии и Германии, которые оценивали 22 динамических выражения лица Nikola.

Методы

Для исследования были отобраны 22 сложные эмоции, такие как веселье, ужас, благоговение, горечь, скука, замешательство, удовлетворение, застенчивость, желание еды, смущение, флирт, ненависть, колебание, моральное отвращение, боль, гордость, облегчение, презрение, стыд, сонливость и подозрительность. Эмоции были выбраны на основе литературного обзора, подтверждающего соответствующие AUs для каждого выражения.

Nikola был запрограммирован на выражение каждой из 22 эмоций, используя информацию из предыдущих исследований FACS. Для каждого выражения лица были записаны видеоролики, которые участники оценивали по шкале от 0 до 100 для каждого выражения.

Результаты

Результаты показали, что для 13 сложных эмоций (веселье, ужас, благоговение, скука, удовлетворение, застенчивость, ненависть, колебание, моральное отвращение, боль, сонливость и подозрительность) участники из обеих выборок оценили целевую эмоцию выше среднего значения других нецелевых эмоций. Четыре эмоции (горечь, замешательство, гордость и облегчение) были оценены выше среднего значения только одной выборкой.

Для двенадцати из этих эмоций целевые эмоции были среди самых высоко оцененных. Это свидетельствует о том, что андроиды могут выражать широкий спектр сложных эмоций, что может облегчить взаимодействие человека и робота.

Обсуждение

Результаты исследования показывают, что андроид Nikola способен выражать сложные эмоции. Семнадцать выражений эмоций были оценены как правильные по крайней мере одной выборкой, а тринадцать — обеими выборками. Дополнительные пост-хок анализы показали, что двенадцать из этих эмоций были среди самых высоко оцененных в хотя бы одной выборке.

Эти результаты подтверждают, что Nikola способен воспроизводить широкий спектр человеческих выражений лица, что имеет широкое применение в социальной робототехнике, ориентированной на эмоциональное взаимодействие, такой как обслуживание клиентов, уход или медицинское обслуживание.

Четыре выражения (горечь, гордость, замешательство и облегчение) были оценены выше целевой эмоции только одной выборкой. Это может быть связано с культурными различиями в выражении эмоций. Даже когда целевые эмоции значительно отличались от самых высоко оцененных, они всё равно были концептуально схожи, что свидетельствует о том, что Nikola передаёт правильную валентность эмоций.

Пять выражений лица Nikola не были распознаны относительно нецелевых эмоций ни одной выборкой. Это может быть связано с аппаратными ограничениями или недостаточной информацией о соответствующих AUs для этих эмоций.

Заключение

Социальные гуманоидные роботы становятся всё более важными и распространёнными в жизни человека. Для обеспечения доверительного взаимодействия между людьми и роботами важно выражение эмоций. В этом исследовании андроид Nikola смог выразить 17 из 22 сложных эмоций, которые были оценены высоко относительно нецелевых выражений в международной выборке. Эти результаты подтверждают, что Nikola способен имитировать широкий спектр человеческих эмоциональных выражений лица.