机器人的表情包是怎么来的？

2023-11-10 18:45

一直以来，研究机器人的学者们都致力于让机器人拥有人类一样的丰富表情，为这台冷冰冰的机器增添一些温度。前不久，索菲亚机器人展示了他的62个表情包，让机器人笑起来已经从幻想变成现实。

最近，日本大阪大学的研究团队在《机械工程杂志》上发表了一项研究，他们已经开始用电脑绘制复杂的人类面部运动。目前，研究团队已经将人脸上125个跟踪标记贴在脸部，仔细检查了44种不同的面部动作，包括眨眼和嘴角抬起等。

我们的脸部皮肤下含有多种不同的组织，从肌肉纤维到脂肪，这些组织协同工作来传达我们的感受，包括从灿烂的微笑到嘴角轻微上扬的一切。每一种面部表情都牵涉到肌肉的拉伸和皮肤的压缩，导致各种局部变形，即使是最简单的微笑，其背后都可能经过了复杂的肌肉运动。

这种细致的面部结构使得面部表情异常微妙，同时也增加了机器人通过控制机械运作从而完成模仿的难度。

石原恒是该研究工作的主要领导者之一，他向我们解释道：“我们对自己的面孔如此熟悉，以至于我们很少关注细节，但从工程的角度来看，它们是一种令人惊叹的信息显示设备。通过观察人们的面部表情，我们能够判断微笑是否掩藏着悲伤，以及某人是否感到疲倦或紧张。”

截至目前，研究团队已经拥有40+种面部动作数据，有利于研究人员建立数字化面孔模型，精确地测量人脸，了解面部结构的所有张力和压力，可以使人工生成的表情显得更自然以及表达准确。

这项研究的信息可以帮助研究人员改进人造面孔，这些面孔是在屏幕上数字化创建的，最终将用于机器人的物理表情。通过精确测量人脸，了解面部结构的各种张力和压力，将使这些人工表情更加准确和自然。

研究团队的Akihiro Nakatani表示：“我们皮肤下的面部结构非常复杂。这项研究中的变形分析能够解释复杂的表情，包括拉伸和压缩皮肤，这是通过看似简单的面部动作实现的。”

虽然目前这项实验仅对一个人的面部进行研究，但研究人员希望以此为基础，更全面地了解人类面部运动。面部研究的工作不仅在机器人技术中有应用，还可用于改善面部识别和医疗诊断。目前，医生主要依赖于直觉来检测面部运动的异常。有了这些面部数据后，经过大数据和机器学习将数据进行训练，可以增加了医生诊断的正确率。

除了帮助机器人更好地识别和传达情感外，这项研究还有望改善计算机图形学中的面部动作，避免在电影和视频游戏中出现的可怕的“恐怖谷”效应。

此外，这一研究也为未来的科技发展打开了新的方向，随着机器人能够更准确地模仿人类的面部表情，机器人或许变得更有温度，对人形机器人的商业化落地有着一定的促进作用。

很多人说，机器人是冷冰冰的，没有情感色彩的，以此为论点看衰服务型人形机器人的未来。但科技永远是进步的，当机器人也有了喜怒哀乐，当更先进的大语言模型也能产生同理心，机器人或许也会变得更有温度。

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