Disney навчила робота реалістичного зорового контакту

Інженери з Disney Research створили прототип людиноподібної роботизованої голови з реалістичною мімікою. Він вміє визначати людину, яка проявляє до нього інтерес, повертатися до нього і імітує типові для людини рухи: моргання очей, саккади та періодичні підйоми голови під час вдихів. Стаття опублікована на сайті Disney Research.

У робототехніці є відомий феномен, званий ефектом зловісної долини. Він полягає в тому, що підвищення реалістичності людиноподібного персонажа підвищує його привабливість не завжди: у випадку, якщо він досить реалістичний, але все ж не настільки, як жива людина, спроба надати йому людський вигляд навпаки буде викликати огиду і страх. Особливість ефекту також полягає в тому, що для рухомих роботів цей ефект проявляється сильніше, ніж для статичних людиноподібних фігур. Це пов'язано з тим, що у людей є міміка, що виражається в безлічі невеликих і нерегулярних рухів різними частинами обличчя і тіла, а роботи, як правило, їй обділені.

Дослідницький підрозділ The Walt Disney Company давно займається створенням анімованих персонажів, оскільки компанія використовує їх у своїх парках розваг. В основному персонажі в цих парках мають «мультяшну» зовнішність, тому їх ефект зловісної долини стосується слабо, проте компанія робить і реалістичних роботів, наприклад, героїв «Піратів Карибського моря», і у них ця проблема поки зберігається. Проте інженери Disney Research продовжують створювати все більш реалістичні роботизовані каркаси, що повторюють ті чи інші особливості поведінки людей.

У новій роботі інженери навчили робота підтримувати зоровий контакт з людиною і робити невеликі мімічні рухи. Вони використовували один з уже зібраних роботів з тулубом і головою. Інженери задіяли шию, очі, повіки і брови, хоча робот також може рухати губами і щелепою. Додатково вони оснастили його камерою глибини на грудях, щоб він міг бачити людей перед ним і реагувати на них. Автори придумали для робота роль: це стара людина з поганим слухом і зором, яка читає книгу і часто відволікається на людей, що проходять повз. Якщо людина підходить близько до неї, вона або дивиться на неї несхвально, або, якщо вона вже бачила її, дізнається і реагує доброзичливо.

При появі людини в полі зору камери робота створює для неї кінематичний скелет (схему частин тіла). За швидкістю і напрямком руху, відстанню до людини і того, чи здійснює вона якісь вітальні рухи, наприклад, махає рукою, робот визначає рівень зацікавленості і вирішує, чи потрібно йому реагувати. Також у робота є механізм звикання: якщо він вступив у зоровий контакт з людиною, алгоритм лінійно зменшує його індекс зацікавленості з часом.

У індексу зацікавленості є два пороги: при досягненні першого робот поглядає на людину, повертає очі і трохи шию, а якщо вона збільшується до другого, більш високого, порогу, то робот повністю перемикає увагу на людину. При погляді та перемиканні уваги робота активує саккади (швидкі мимовільні рухи очей), напрямок яких випадково варіюється між трьома точками. Це дозволяє імітувати реальний зоровий контакт, при якому люди дивляться на обидва очі і рот.

Інженери відзначають, що нові функції помітно збільшують реалістичність персонажа, але визнають деякі обмеження. Одне з них полягає в тому, що в поточній версії очі робота налаштовані так, що вони дивляться паралельно і фокус налаштований на нескінченність. При близькому контакті це створює враження, що робот дивиться не на людину, а крізь неї.

У 2018 році японський інженер створив робота з рухомими очима, століттями і бровами, який вміє копіювати міміку людини в реальному часі.