La technologie New Wave rend les émotions Android plus naturelles

Pour ceux qui ont interagi avec un Android qui a l’air incroyablement humain, beaucoup rapportent que quelque chose «se sent éteint». Ce phénomène va au-delà de la simple apparence – il est profondément enraciné dans la façon dont les robots expriment les émotions et maintiennent des états émotionnels cohérents. Ou en d’autres termes, leur manque de capacités de type humain.

Alors que les androïdes modernes peuvent reproduire magistralement les expressions faciales individuelles, le défi réside dans la création de transitions naturelles et le maintien de la cohérence émotionnelle. Les systèmes traditionnels reposent fortement sur les expressions préprogrammées, similaires à la transmission des pages dans un livre plutôt qu’à couler naturellement d’une émotion à l’autre. Cette approche rigide crée souvent une déconnexion entre ce que nous voyons et ce que nous percevons comme une véritable expression émotionnelle.

Les limites deviennent particulièrement évidentes lors des interactions étendues. Un Android pourrait sourire parfaitement en un instant, mais a du mal à passer naturellement à l’expression suivante, créant une expérience choquante qui nous rappelle que nous interagissons avec une machine plutôt qu’un être avec de véritables émotions.

Une solution basée sur les vagues

C’est là que certains Recherche nouvelle et importante De l’Université d’Osaka arrive. Les scientifiques ont développé une approche innovante qui réinvente fondamentalement la façon dont les androïdes expriment les émotions. Plutôt que de traiter les expressions faciales comme des actions isolées, cette nouvelle technologie les considère comme des ondes de mouvement interconnectées qui circulent naturellement sur le visage d’un Android.

Tout comme plusieurs instruments se mélangent pour créer une symphonie, ce système combine divers mouvements faciaux – des modèles respiratoires subtils aux yeux oculaires – en un ensemble harmonieux. Chaque mouvement est représenté comme une vague qui peut être modulée et combinée avec d’autres en temps réel.

Ce qui rend cette approche innovante, c’est sa nature dynamique. Au lieu de s’appuyer sur des séquences pré-enregistrées, le système génère des expressions organiquement en superposant ces différentes vagues de mouvement. Cela crée une apparence plus fluide et naturelle, éliminant les transitions robotiques qui brisent souvent l’illusion de l’expression émotionnelle naturelle.

L’innovation technique réside dans ce que les chercheurs appellent la «modulation de forme d’onde». Cela permet à l’état interne d’Android d’influencer directement la façon dont ces ondes d’expression se manifestent, créant un lien plus authentique entre l’état émotionnel programmé du robot et son expression physique.

Intelligence émotionnelle en temps réel

Imaginez essayer de faire exprimer un robot que cela endorme. Il ne s’agit pas seulement des paupières tombantes – il s’agit également de coordonner plusieurs mouvements subtils que les humains reconnaissent inconsciemment comme des signes de somnolence. Ce nouveau système relève ce défi complexe à travers une approche ingénieuse de la coordination des mouvements.

Capacités d’expression dynamique

La technologie orchestre neuf types fondamentaux de mouvements coordonnés que nous associons généralement à différents états d’excitation: respiration, clignotement spontanée, mouvements oculaires ascendant, hochement de tête, tremblement de tête, reflet de suceur, nystagmus pendulaire (mouvements rythmiques des yeux), balançage du côté de la tête et yawning.

Chacun de ces mouvements est contrôlé par ce que les chercheurs appellent une «vague en décomposition» – un modèle mathématique qui détermine comment le mouvement se déroule au fil du temps. Ces vagues ne sont pas aléatoires; Ils sont soigneusement réglés à l’aide de cinq paramètres clés:

• Amplitude: contrôle comment le mouvement est prononcé
• Ratio d’amortissement: affecte la rapidité avec laquelle le mouvement s’installe
• Longueur d’onde: détermine le timing du mouvement
• Centre d’oscillation: Définit la position neutre du mouvement
• Période de réactivation: contrôle la fréquence à laquelle le mouvement se répète

Réflexion de l’état interne

Ce qui distingue ce système, c’est comment il relie ces mouvements à l’état d’excitation interne du robot. Lorsque le système indique un état d’excitation élevé (excitation), certains paramètres d’onde s’ajustent automatiquement – par exemple, les mouvements respiratoires deviennent plus fréquents et prononcés. Dans un état d’excitation faible (somnolence), vous pourriez voir des mouvements de bâillement plus lents et plus prononcés et un hochement de tête occasionnel.

Le système y parvient grâce à ce que les chercheurs appellent les modules de «gestion temporelle» et de «gestion posturale». Le module temporel contrôle lorsque les mouvements se produisent, tandis que le module postural garantit que tous les composants faciaux fonctionnent ensemble naturellement.

Hisashi Ishihara est l’auteur principal de cette recherche et professeur agrégé au Département de génie mécanique de la Graduate School of Engineering de l’Université d’Osaka.

«Plutôt que de créer des mouvements superficiels», explique Ishihara, «le développement ultérieur d’un système dans lequel les émotions internes se reflètent dans chaque détail des actions d’un Android pourraient conduire à la création d’androids perçus comme ayant un cœur.»

Expression de l’humeur endormie sur un enfant Android Robot (Image Credit: Hisashi Ishihara)

Amélioration des transitions

Contrairement aux systèmes traditionnels qui basculent entre les expressions préenregistrées, cette approche crée des transitions lisses en ajustant en continu ces paramètres d’onde. Les mouvements sont coordonnés à travers un réseau sophistiqué qui garantit que les actions faciales fonctionnent naturellement – tout comme la façon dont les mouvements faciaux d’un humain sont inconsciemment coordonnés.

L’équipe de recherche l’a démontré à travers des conditions expérimentales montrant comment le système pourrait transmettre efficacement différents niveaux d’excitation tout en maintenant des expressions d’apparence naturelle.

Implications futures

Le développement de ce système d’expression émotionnelle basé sur les vagues ouvre des possibilités fascinantes pour interaction humain-robot, et pourrait être associé à une technologie comme AI incarné à l’avenir. Alors que les androïdes actuels créent souvent un sentiment de malaise lors des interactions étendues, cette technologie pourrait aider à combler la vallée étrange – cet espace inconfortable où les robots apparaissent presque, mais pas tout à fait humains.

La percée clé consiste à créer une présence émotionnelle authentique. En générant des expressions fluide et adaptées au contexte qui correspondent aux états internes, les androïdes pourraient devenir plus efficaces dans les rôles nécessitant une intelligence émotionnelle et une connexion humaine.

Koichi Osuka a été auteur principal et est professeur au Département de génie mécanique de l’Université d’Osaka.

Comme l’explique Osuka, cette technologie «pourrait enrichir considérablement la communication émotionnelle entre les humains et les robots». Imaginez des compagnons de soins de santé qui peuvent exprimer leur préoccupation appropriée, des robots éducatifs qui montrent l’enthousiasme ou des robots de service qui transmettent une attention authentique.

La recherche démontre des résultats particulièrement prometteurs dans l’expression de différents niveaux d’excitation – de l’excitation à haute énergie à une somnolence à faible énergie. Cette capacité pourrait être cruciale dans les scénarios où les robots doivent:

• Transmettre des niveaux de vigilance lors des interactions à long terme
• Exprimer des niveaux d’énergie appropriés dans des contextes thérapeutiques
• Faites correspondre leur état émotionnel au contexte social
• Maintenir la cohérence émotionnelle lors des conversations prolongées

La capacité du système à générer des transitions naturelles entre les états le rend particulièrement précieux pour les applications nécessitant une interaction soutenue de Human-Robot.

En traitant l’expression émotionnelle comme un phénomène fluide basé sur les vagues plutôt que comme une série d’états pré-programmés, la technologie ouvre de nombreuses nouvelles possibilités pour créer des robots qui peuvent s’engager avec les humains de manière émotionnellement significative. Les prochaines étapes de l’équipe de recherche se concentreront sur l’élargissement de la gamme émotionnelle du système et à affiner davantage sa capacité à transmettre des états émotionnels subtils, influençant comment nous réfléchirons et interagirons avec les androïdes dans notre vie quotidienne.