Як навчити робота кліпати очима і чому це важливо

Я вперше граю на барабанах разом з роботом.
Сиджу за столом напроти чарівного робота-гуманоїда на ім'я iCub. У кожного з нас є паличка і спеціальна коробка. Наше завдання - синхронно бити паличкою по коробці.
Я, звісно, при цьому спостерігаю за роботом — і знаю, що він спостерігає за мною.
Цей експеримент з барабанами розробили, щоб перевірити, як присутність робота, що виконує одакове з людиною завдання, впливає на її поведінку.
Це один з багатьох експериментів із взаємодії людини й робота, які проводить дослідницька група CONTACT в Італійському технологічному інституті в Генуї.
І от що цікаво - я знаю про присутність інших людей у кімнаті, але мій погляд майже постійно прикутий до білих очей iCub. Коли він кліпає, з'являється помітний шум. А погляд його великих виразних очей зачаровує.

Це важливо, тому що за кліпанням очей, як і за іншими аспектами погляду, стоїть щось більше, ніж здається на перший погляд.
"Кліпання часто вважають рефлекторною фізіологічною функцією, пов'язаною із захистом очей, але воно також відіграє важливу роль у соціальній взаємодії", - пояснює Гелена Кійлавуорі з університету Тампере у Фінляндії.
Кліпання передає увагу та емоції. Як засіб невербального спілкування, воно висловлює низку речей, які ми несвідомо зчитуємо, наприклад, хто має говорити під час діалогу.
Це один з багатьох соціальних сигналів, якими люди постійно обмінюються.
Тому соціальні робототехніки вивчають як фізичні, так і психологічні властивості людського кліпання, аби зрозуміти, як це може полегшити взаємодію людини і робота.
"Коли робот вправно моргає, він викликає більшу симпатію", - каже Девід Хенсон, керівник Hanson Robotics.

Дослідження CONTACT за участі підлітків та дорослих також довели, що людям різного віку більше подобаються роботи, що вміють кліпати очима. Робот зі сталим поглядом може створити у людини неприємне враження, ніби на нього надто пильно дивляться, пояснює Олександр Скіутті, керівник підрозділу CONTACT.
Люди також сприймають роботів, що кліпають очима, як більш інтелектуальних. І інтелект має значення у ситуаціях, коли люди залежать від роботів.
Втім реалізувати цю функцію технічно складно (крім аватарів та роботів з екранами замість облич).
"Кліпання - один з найтонших рухів людини, тому для розробки механізмів, які можуть імітувати його, потрібні передові технології, такі як високоточні рушії", - пояснює Кійлавуорі.

"Складно зробити так, щоб форма ока під час кліпання виглядала природно", - каже Хенсон з Hanson Robotics.
Іншою проблемою є баланс між швидкістю та звуком моторизованого кліпання. Франческо Реа з CONTACT каже, що слабший двигун може приглушити звук моргання робота, але це сповільнить кліпання, і робот виглядатиме сонним.
Кійлавуорі додає: "Ще одна проблема полягає у часі й тривалості кліпання. Будь-яке відхилення від природного руху повік може зробити робота дивним і тривожним".
CONTACT розробила програму, яка частково міняє інтервали між поодиноким та подвійним кліпанням. Зрештою, фіксоване моргання теж виглядало б не дуже природно.
У компанії Disney Research робототехніки об'єдналися з мультиплікаторами, щоб розробити прототип реалістичного роботизованого погляду. Ціль полягає в тому, щоб створили виразну систему погляду, яку аніматорам було б легко контролювати, щоб передати тонкі емоції.
З такими елементами, як рухи повік, "ми можемо ізолювати цю індивідуальну особливість, що значно спрощує концентрацію на правильному коригуванні дрібних аспектів і дрібних деталей", - каже Джеймс Кеннеді, науковий співробітник Disney Research.
Вони запатентували систему роботизованого сприйняття та контролю погляду. Сюди входить програмне забезпечення для обробки зображень, зроблених камерою в грудях робота, та генерація сигналів для рухів повік.
Кеннеді каже, що дослідження залишається радше експериментальним і поки що не застосовується в тематичних парках Діснея. "Ми хотіли обрати один соціальний сигнал, який нас цікавив, і розвинути його, створюючи реалістичні правдоподібні рухи та поведінку, які, на нашу думку, забезпечили б платформу для взаємодії з людьми".
Технологію необхідно вдосконалити, щоб, наприклад, погляд залишався правдоподібним за тривалої взаємодії з людьми.
Ще одне завдання - змусити роботів синхронізувати своє моргання з співбесідником, як це роблять люди під час розмови.
Коли ви намагаєтеся відтворити такий крихітний та іноді недооцінений механізм, як моргання, "ви насправді показуєте, наскільки це складний механізм", - зазначає Кеннеді.
"І саме тут у нас є дійсно чудова можливість для досліджень й винаходів".