Affetto Roboter-Kind: Neue Gesichtsausdrücke verbessern menschenähnliche Interaktion

• Ein Android-Kind namens Affetto wurde 2011 erstmals vorgestellt.
• Forscher upgradeten den Roboter für menschenähnlichere Gesichtsausdrücke.
• Sie analysierten über 100 Punkte im Affetto-Gesicht und fügten Ausdrücke wie Stirnrunzeln und Lächeln hinzu.

Roboter-Gesichter sind entscheidende Informationsanzeigegeräte, die Emotionen, Zuneigung und Absichten durch Deformation verschiedener Gesichtsbereiche vermitteln. Obwohl Roboter in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden (Verkauf, Gesundheitswesen, besonders in Japan), bleibt die Verleihung menschenähnlicher Ausdrücke an Roboter-Gesichter eine knifflige Herausforderung.

2011 meisterten japanische Wissenschaftler diese Herausforderung mit einem Android-Kindergesicht namens Affetto. Entwickelt von der Osaka University, um menschliche kognitive Entwicklung durch Robotik zu erforschen – z. B. um Pflegekräfte in der Säuglingspflege zu schulen.

Nun upgradeten sie ihr Android-Gesicht und machten es auffällig expressiv. Sie analysierten Affettos Gesichts-Oberflächenpunkte und Kräftebalance für humanistische Bewegung. Durch mathematische Modellierung und mechanische Messungen verbesserten sie Affettos Bandbreite an Gesichtsausdrücken signifikant.

Android-Gesichter durch Oberflächendeformationen steuern

Bisher wurden Faktoren wie Materialien der Roboterhaut, Asymmetrie und Bewegungsbereich von Gesichtern nicht detailliert untersucht. In dieser Arbeit berücksichtigten Forscher alle diese Faktoren und entwickelten eine effektive Methode zur Messung und Steuerung weicher Gesichts-Hautbewegungen.

Sie fanden, dass Oberflächendeformation eine Schlüsselrolle bei der Steuerung roboterischer Gesichter spielt. Sie analysierten mehr als 100 verschiedene Punkte (genau 116) am Affetto-Gesicht, um dessen Bewegungen in drei Dimensionen zu messen.

Referenz: Frontiers | doi:10.3389/frobt.2018.00119 | Osaka University

Forscher nutzten sogenannte Deformationseinheiten zur Auswahl dieser Gesichtspunkte. Jede Einheit enthält Mechanismen, die eine einzigartige Gesichtsverzerrung erzeugen – z. B. Heben/Senken von Augenlid- oder Lippenpartien. Diese Messungen speisten sie in ein mathematisches Modell zur Analyse von Oberflächenbewegungsmustern ein.

Mit freundlicher Genehmigung der Forscher | Osaka University

Das Modell half, die synthetische Haut durch angemessene Krafteinwirkung anzupassen und das System zu konfigurieren, um Deformationseinheiten präzise zur Steuerung von Affettos Gesichts-Oberflächenbewegungen einzusetzen.

Bisher waren Android-Gesichter nur ein Black-Box-Problem: Zwar realisiert, aber nur in allgemeinen, vagen Begriffen evaluiert.

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Diese neue Technik kann das Gesichtssystem detektieren und untersuchen und Ausdrücke wie Stirnrunzeln und Lächeln einführen. Insgesamt eine leistungsstarke Lösung für das Black-Box-Problem von Android-Gesichtern.