大阪大学的一个研究团队开发了一项技术，该技术可通过产生模拟为重叠衰减波的面部运动，使机器人动态地传达“兴奋”或“困倦”等情绪状态。

即使机器人在照片中看起来非常像人类，但亲眼看到它的动作可能会令人感到不安。它能微笑、皱眉，做出各种熟悉的面部表情，但这些表情往往缺乏连贯的情感基础。这种不一致会让人对其真实感受产生不确定感，从而导致不安。

迄今为止，面部特征高度灵活的安卓机器人长期以来一直依靠“拼凑法”来表达情感。这种方法涉及预先设定多个动作场景，并根据需要切换场景，以确保面部动作尽可能自然。

然而，这带来了实际挑战，例如需要预先准备复杂的动作场景，最大程度减少过渡期间明显的不自然动作，并对动作进行微调以微妙地控制所传递的表情。

新方法：基于波形的面部表情合成

在这项研究中，主要作者石原久志（Hisashi Ishihara）及其研究团队利用“波形运动”开发了一种动态面部表情合成技术。“波形运动”以单个波形代表构成面部运动的各种手势，如“呼吸”、“眨眼”和“打哈欠”。这些波形传播到相关的面部区域并相互叠加，从而实时生成复杂的面部运动。此方法无需准备复杂多样的动作数据，同时还可避免明显的运动过渡。

此外，通过引入根据机器人内部状态调整单个波形的“波形调制”，内部条件的变化（如情绪）可以立即反映为面部动作的变化。

“推进动态面部表情合成领域的研究，将使具备复杂面部动作的机器人能够展现出更加生动的表情，并根据周围环境（包括与人类的互动）传递情绪变化，”资深作者小塚浩一说。“这将极大地丰富人类与机器人之间的情感交流。”

石原补充说：“与其创造肤浅的动作，不如进一步开发一个系统，让机器人的每一个动作细节都能反映出其内在情绪，这样或许能创造出被视为有心脏的机器人。”

通过实现自适应调节和表达情感的功能，该技术有望大幅提升交流机器人的价值，使它们能够以更自然、更人性化的方式与人类交换信息。

参考文献：《基于衰减波合成的机器人面部动态唤醒表情自动生成》，石原久志、林里奈、弗朗索瓦·拉维耶尔、冈本海人、大宫隆弘、大冢浩一，2024年12月20日，载于《机器人与机电一体化杂志》。DOI：10.20965/jrm.2024.p1481

资助方：日本学术振兴会