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Un team di ricercatori dell'Università di Osaka ha sviluppato un nuovo sistema per replicare espressioni facciali più realistiche nei robot umanoidi. Lo studio, pubblicato sul Journal of Robotics and Mechatronics, propone un approccio innovativo basato su "waveforms" per generare movimenti facciali più fluidi e naturali. Il video lo trovate qua.
Il metodo, denominato "dynamic arousal expression", classifica vari gesti facciali come sbadigliare, sbattere le palpebre e respirare come singole forme d'onda. Queste vengono poi collegate all'ampiezza di movimenti come aprire e chiudere le labbra, muovere le sopracciglia o inclinare la testa. Un parametro di controllo basato su uno spettro di stati d'animo, da "assonnato" a "eccitato", determina come queste onde si propagano e si sovrappongono per regolare le caratteristiche fisiche del volto robotico.
Secondo i ricercatori, questo approccio elimina la necessità di programmare singoli movimenti facciali per ogni stato emotivo, come avviene con i metodi attuali. "La generazione automatica di espressioni facciali dinamiche per trasmettere gli stati interni di un robot, come l'umore, è cruciale per i robot comunicativi", affermano gli autori dello studio.
Ad esempio, uno stato "assonnato" genera determinati risultati nei parametri di respirazione, sbadiglio e battito di ciglia del robot. Questi si combinano tra loro, amplificando o riducendo ulteriormente movimenti facciali come la dimensione della bocca, il battito delle palpebre e l'inclinazione della testa. Una volta calcolati, i movimenti fisici risultanti vengono riprodotti quasi istantaneamente.
Il professor Koichi Osuka, autore senior dello studio, ha dichiarato: "Progredire in questa ricerca sulla sintesi di espressioni facciali dinamiche permetterà ai robot capaci di movimenti facciali complessi di esibire espressioni più vivaci e trasmettere cambiamenti d'umore in risposta alle circostanze circostanti, comprese le interazioni con gli esseri umani".
Sebbene rappresenti un passo avanti verso robot più realistici, il sistema mostra ancora alcune limitazioni. I movimenti facciali appaiono più fluidi e naturali rispetto a molte altre macchine contemporanee, ma gli occhi del robot rimangono chiaramente artificiali. Inoltre, il fatto che gli occhi sembrino spesso muoversi rapidamente da un lato all'altro e perdere il fuoco non aiuta a ridurre la sensazione di uncanny valley.
Nonostante ciò, trattare le caratteristiche facciali come un'interazione tra onde di diversa intensità sembra offrire risultati più realistici rispetto a considerarle come reazioni pre-programmate uno-a-uno. Il prossimo passo potrebbe essere testare il sistema su un robot adulto per ridurre ulteriormente la sensazione di estraneità.
Questa ricerca apre nuove possibilità per lo sviluppo di robot umanoidi con espressioni facciali più naturali e convincenti, migliorando potenzialmente la loro capacità di interagire in modo più efficace con gli esseri umani in vari contesti, dalla robotica di assistenza alla ricerca sull'interazione uomo-macchina.