چرا آموزش پلک زدن به ربات ها دشوار اما مهم است؟!

پلک زدن اطلاعات بیشتری از آنچه فکر می کنید منتقل می کند، و برای روبات ها سخت است که آن را به درستی دریافت کنند.

این اولین بار است که با یک ربات طبل می‌زنم.

من پشت میزی با یک ربات انسان نما به نام iCub نشسته ام. هر کدام از ما چماق و دام مخصوص به خود را داریم و قرار است یکپارچه و با یک الگوی ساده به دام بزنیم. اما البته من هم به ربات نگاه می کنم و می دانم که به من نگاه می کند.

این آزمایش کوبه ای برای آزمایش چگونگی تأثیر حضور رباتی که همان کار را انجام می دهد بر رفتار انسان طراحی شده است.

این یکی از بسیاری از آزمایش‌های تعامل انسان و ربات است که توسط گروه تحقیقاتی CONTACT (معماری شناختی برای فناوری‌های مشارکتی) در مؤسسه فناوری ایتالیا در جنوا انجام شده است.

با وجود اینکه از نورها و افراد دیگر در اتاق آگاهم، نگاهم همچنان به پلک های سفید سنگین آی‌کاب جلب می شود.

یکی از دلایل این است که وقتی ربات هر چند ثانیه یک بار پلک می زند، صدای قابل توجهی ایجاد می کند. و از آنجایی که این  ربات کودکانه دارای چشمانی بزرگتر از حد معمول و رسا است،نگاهش گیرا است.

تحقیقات نشان می دهد که انسان ها به ربات هایی که می توانند پلک بزنند بهتر پاسخ می دهند.

این مهم است زیرا پلک زدن بیشتر از آنچه که به نظر می رسد وجود دارد، درست مانند سایر جنبه های نگاه.

هلنا کیلاووری، محقق روانشناسی در دانشگاه تامپره فنلاند، می گوید: «در حالی که اغلب تصور می شود پلک زدن فقط یک عملکرد فیزیولوژیکی واکنشی مرتبط با عملکردهای محافظتی و رطوبت چشم است، اما نقش مهمی در تعامل دارد.

پلک زدن انسان نشان دهنده توجه و احساس است. به عنوان وسیله ای برای ارتباط غیرکلامی، چیزهایی را منتقل می کند که ما از آنها آگاه نیستیم، مثلا نوبت به چه کسی در مکالمه می رسد.

بنابراین این تنها یکی از نشانه‌های اجتماعی متعددی است که انسان‌ها بدون آگاهی از آن‌ها دائماً در حال مبادله هستند، در حالی که اطلاعات و راحتی زیادی از آنها به دست می‌آورند.

بنابراین متخصصان رباتیک اجتماعی در حال مطالعه خواص فیزیکی و روانی پلک زدن انسان هستند تا بفهمند چرا تطبیق آن با ربات ها ممکن است مفید باشد.

خانم کیلاووری می‌گوید: «با توجه به بسیاری از کارکردهای مهم پلک زدن در رفتار انسان، می‌توان فرض کرد که پلک زدن ربات‌ها می‌تواند به طور قابل‌توجهی شباهت درک شده آن‌ها به انسان را افزایش دهد. این به نوبه خود می‌تواند تعامل انسان و ربات را تسهیل کند».

دیوید هنسون، مدیر عامل رباتیک هنسون می گوید: «وقتی ربات به خوبی چشمک می زند، مردم با شخصیت شما همدلی می کنند.

طبیعی جلوه دادن چشم و پوست هنگام پلک زدن بسیار دشوار است

در واقع، تحقیقات کنتاکت با نوجوانان 13 ساله و بزرگسالان در ایتالیا نشان می دهد که هر دو گروه ربات های چشمک زن را ترجیح می دهند. الساندرا اسکیوتی، مدیر تماس، اشاره می کند که رباتی که پلک نمی زند می تواند به فرد احساس ناراحتی بدهد که به او خیره شده است.

انسان‌ها همچنین ربات‌هایی را که به طور طبیعی چشمک می‌زنند، باهوش‌تر می‌دانند و هوش در موقعیت‌هایی که انسان‌ها برای ارائه اطلاعات به روبات‌ها متکی هستند، مانند ایستگاه‌های قطار، مهم است.

علیرغم مزایای چشمک زدن طبیعی، ادغام آن در روبات ها (به غیر از آواتارها و روبات های نمایش چهره) یک چالش فنی است.

خانم کیلاوری می گوید: «پلک زدن یکی از ظریف ترین حرکات انسان است، بنابراین طراحی مکانیسم هایی که می توانند این حرکات را تقلید کنند، نیاز به فناوری پیشرفته ای مانند موتورهای با دقت بالا دارد. به عنوان مثال، رباتیک در Engineered Arts از موتورهای گران قیمت هوافضا و همچنین طراحی الکترونیکی کنترل خود استفاده می کند.

رباتی که توسط Engineer Arts ساخته شده است که از موتورهای گران قیمت برای روشن کردن چراغ های چشمک زن استفاده می کند.

به‌ویژه، «سرعت موتورهایی که مواد پوست را در حین پلک زدن حرکت می‌دهند، واقعاً چالش‌برانگیز است، و همچنین شکل‌گیری چشم زمانی که پلک زدن به طور طبیعی اتفاق می‌افتد، بسیار دشوار است». وضعیت کاهش اصطکاک بین مژه مصنوعی و سطح خود چشم نیز به همین صورت است.

مسئله دیگر در اینجا تعادل بین سرعت و جیغ موتور است. فرانچسکو رئا، تکنسین ارشد KONTAKT، می گوید که یک موتور ساکت تر در ربات iCub می تواند صدای سوسو زدن را کاهش دهد. اما حرکت کندتر باعث می شود ربات خواب آلود یا گربه مانند به نظر برسد.

پلک زدن خیلی آهسته می تواند باعث از بین رفتن اطلاعات بصری شود زیرا دوربین iCob در پشت چشم ها قرار دارد. آقای Rea می گوید: «از نظر بصری، از دست دادن دو فریم کار بزرگی نیست. اما از دست دادن ده فریم مشکل ایجاد می کند.”

خانم کیلاوری می افزاید: «مسئله دیگر زمان و مدت زمان دقیق پلک زدن است. عملکردهای مختلف پلک زدن، مانند نحوه تغییر سرعت پلک زدن افراد هنگام دروغ گفتن، به پویایی مژه های متفاوت و همچنین حالات احساسی متفاوتی نیاز دارد.

او می‌گوید: «هر گونه انحراف از زمان طبیعی و مناسب پلک زدن در هر بافتی می‌تواند ربات را عجیب و آزاردهنده جلوه دهد.»

تیم کنتاکت از یک برنامه نرم افزاری استفاده می کند که فواصل بین چشمک ها را به صورت تصادفی تصادفی می کند. در نهایت، سوسو زدن مداوم نیز چندان عادی به نظر نمی رسد.

در مرکز تحقیقات دیزنی، متخصصان رباتیک با انیماتورهای شخصیت همکاری کرده اند تا یک نمونه اولیه تحقیقاتی برای دید واقعی روباتیک ایجاد کنند. هدف طراحی یک سیستم بیان نگاه است که به راحتی قابل کنترل باشد تا انیماتورها بتوانند احساسات ظریف را منتقل کنند.

به گفته جیمز کندی، دانشمند تحقیقاتی در تحقیقات دیزنی، با چیزهایی مانند انحنای جنبشی مژه‌ها، «ما می‌توانیم این رفتارهای فردی را جدا کنیم، که باعث می‌شود واقعاً بهتر روی این جنبه‌های کوچک تمرکز کنیم و جزییات کوچک را از بین ببریم. از آب.”

آنها سیستم تشخیص و کنترل نگاه روباتیک خود را به ثبت رسانده اند. این شامل نرم افزاری برای پردازش تصاویر گرفته شده توسط دوربین واقع در قفسه سینه ربات و تولید سیگنال های کنترلی برای حرکاتی مانند باز و بسته کردن مژه ها است.

این تحقیق هنوز عمدتاً تجربی است و هنوز در پارک‌های موضوعی دیزنی اعمال نشده است: کندی می‌گوید: «هدف در اینجا واقعاً انتخاب یک نشانه اجتماعی است که به ما علاقه دارد و آن را تا جایی که می‌توانیم پیش ببریم. . آن را به یک حرکت قابل باور در زندگی و رفتار عادی تبدیل کنید که بستری برای تعامل با مردم فراهم می کند.”

به عنوان مثال، این فناوری نیاز به بهبود دارد تا سیستم نگاه در تعاملات نزدیک طولانی تر با انسان ها معتبر بماند.

یکی دیگر از مشکلات عمومی ساخت ربات های انسان نما است که شروع به همگام سازی با الگوهای پلک زدن آن انسان ها می کنند، همانطور که در مکالمه انجام می دهند.

این نوع مشکلات هنوز برای برخی از متخصصان رباتیک وجود دارد. و بر خلاف تصورات اغراق آمیز رایج مبنی بر اینکه اندرویدها از انسان ها قابل تشخیص نیستند، پلک زدن یکی از نمونه های بسیار کوچک از پیچیدگی های بسیاری است که هنوز مانع از احساس کاملا طبیعی تعاملات رباتیک می شود.

آقای کندی خاطرنشان می‌کند که وقتی می‌خواهید مکانیزمی به کوچکی و گاهی نادیده گرفته شدن پلک زدن را بازتولید کنید، «این واقعاً نشان می‌دهد که این مکانیسم چقدر پیچیده است و چه حرکات ظریفی در آن نقش دارند. و اینجاست که ما این فرصت واقعا منحصر به فرد را برای کشف و اختراع داریم.”