Para aqueles que interagiram com um andróide que parece incrivelmente humano, muitos relatam que algo “parece estranho”. Este fenómeno vai além da mera aparência – está profundamente enraizado na forma como os robôs expressam emoções e mantêm estados emocionais consistentes. Ou, em outras palavras, sua falta de habilidades semelhantes às humanas.
Embora os andróides modernos possam replicar com maestria expressões faciais individuais, o desafio reside em criar transições naturais e manter a consistência emocional. Os sistemas tradicionais dependem fortemente de expressões pré-programadas, semelhantes a folhear as páginas de um livro, em vez de fluir naturalmente de uma emoção para outra. Esta abordagem rígida muitas vezes cria uma desconexão entre o que vemos e o que percebemos como expressão emocional genuína.
As limitações tornam-se particularmente evidentes durante interações prolongadas. Um andróide pode sorrir perfeitamente em um momento, mas ter dificuldade para fazer a transição pure para a expressão seguinte, criando uma experiência chocante que nos lembra que estamos interagindo com uma máquina, e não com um ser com emoções genuínas.
Uma solução baseada em ondas
É aqui que alguns pesquisas novas e importantes da Universidade de Osaka entra. Os cientistas desenvolveram uma abordagem inovadora que reimagina fundamentalmente como os andróides expressam emoções. Em vez de tratar as expressões faciais como ações isoladas, esta nova tecnologia as vê como ondas de movimento interconectadas que fluem naturalmente pelo rosto de um andróide.
Tal como vários instrumentos se misturam para criar uma sinfonia, este sistema combina vários movimentos faciais – desde padrões de respiração subtis até piscar de olhos – num todo harmonioso. Cada movimento é representado como uma onda que pode ser modulada e combinada com outras em tempo actual.
O que torna esta abordagem inovadora é a sua natureza dinâmica. Em vez de depender de sequências pré-gravadas, o sistema gera expressões organicamente, sobrepondo essas diferentes ondas de movimento. Isto cria uma aparência mais fluida e pure, eliminando as transições robóticas que muitas vezes quebram a ilusão de expressão emocional pure.
A inovação técnica reside no que os pesquisadores chamam de “modulação em forma de onda”. Isto permite que o estado interno do andróide influencie diretamente a forma como estas ondas de expressão se manifestam, criando uma ligação mais autêntica entre o estado emocional programado do robô e a sua expressão física.
Crédito da imagem: Hisashi Ishihara
Inteligência Emocional em Tempo Actual
Think about tentar fazer um robô expressar que está ficando com sono. Não se trata apenas de pálpebras caídas – trata-se também de coordenar múltiplos movimentos sutis que os humanos reconhecem inconscientemente como sinais de sonolência. Este novo sistema aborda este desafio complexo através de uma abordagem engenhosa à coordenação de movimentos.
Capacidades de Expressão Dinâmica
A tecnologia orquestra nove tipos fundamentais de movimentos coordenados que normalmente associamos a diferentes estados de excitação: respiração, piscar espontâneo, movimentos oculares instáveis, cochilar, balançar a cabeça, reflexo de sucção, nistagmo pendular (movimentos rítmicos dos olhos), balançar lateralmente a cabeça e bocejar. .
Cada um destes movimentos é controlado pelo que os investigadores chamam de “onda decadente” – um padrão matemático que determina como o movimento se desenrola ao longo do tempo. Estas ondas não são aleatórias; eles são cuidadosamente ajustados usando cinco parâmetros principais:
- Amplitude: controla o quão pronunciado é o movimento
- Taxa de amortecimento: afeta a rapidez com que o movimento se estabiliza
- Comprimento de onda: determina o tempo do movimento
- Centro de oscilação: outline a posição neutra do movimento
- Período de reativação: controla a frequência com que o movimento se repete
Reflexão do Estado Interno
O que destaca esse sistema é como ele vincula esses movimentos ao estado de excitação interno do robô. Quando o sistema indica um estado de excitação elevado (excitação), certos parâmetros de onda ajustam-se automaticamente – por exemplo, os movimentos respiratórios tornam-se mais frequentes e pronunciados. Em um estado de baixa excitação (sonolência), você poderá observar movimentos de bocejo mais lentos e pronunciados e acenos de cabeça ocasionais.
O sistema consegue isso por meio do que os pesquisadores chamam de módulos de “gestão temporal” e “gestão postural”. O módulo temporal controla quando os movimentos acontecem, enquanto o módulo postural garante que todos os componentes faciais funcionem juntos naturalmente.
Hisashi Ishihara é o autor principal desta pesquisa e professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade de Osaka.
“Em vez de criar movimentos superficiais”, explica Ishihara, “o desenvolvimento de um sistema no qual as emoções internas são refletidas em cada detalhe das ações de um andróide poderia levar à criação de andróides percebidos como tendo um coração”.
Expressão de humor sonolento em um robô androide infantil (Crédito da imagem: Hisashi Ishihara)
Melhoria nas Transições
Ao contrário dos sistemas tradicionais que alternam entre expressões pré-gravadas, esta abordagem cria transições suaves ajustando continuamente estes parâmetros de onda. Os movimentos são coordenados através de uma rede sofisticada que garante que as ações faciais funcionem juntas naturalmente – muito parecido com o modo como os movimentos faciais de um ser humano são coordenados inconscientemente.
A equipe de pesquisa demonstrou isso por meio de condições experimentais, mostrando como o sistema poderia transmitir com eficácia diferentes níveis de excitação, mantendo expressões de aparência pure.
Implicações Futuras
O desenvolvimento deste sistema de expressão emocional baseado em ondas abre possibilidades fascinantes para interação humano-robô, e pode ser combinado com tecnologia como IA incorporada no futuro. Embora os andróides atuais muitas vezes criem uma sensação de desconforto durante interações prolongadas, esta tecnologia pode ajudar a construir uma ponte sobre o vale misterioso – aquele espaço desconfortável onde os robôs parecem quase, mas não exatamente, humanos.
O principal avanço está na criação de uma presença emocional de sentimento genuíno. Ao gerar expressões fluidas e adequadas ao contexto que correspondam aos estados internos, os andróides poderiam tornar-se mais eficazes em funções que exigem inteligência emocional e ligação humana.
Koichi Osuka foi autor sênior e professor do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Osaka.
Como explica Osuka, esta tecnologia “poderia enriquecer enormemente a comunicação emocional entre humanos e robôs”. Think about acompanhantes de saúde que possam expressar preocupações apropriadas, robôs educacionais que demonstrem entusiasmo ou robôs de serviço que transmitam atenção aparentemente genuína.
A pesquisa demonstra resultados particularmente promissores na expressão de diferentes níveis de excitação – desde excitação de alta energia até sonolência de baixa energia. Esta capacidade pode ser essential em cenários onde os robôs precisam:
- Transmita níveis de alerta durante interações de longo prazo
- Expresse níveis de energia apropriados em ambientes terapêuticos
- Mix seu estado emocional com o contexto social
- Mantenha a consistência emocional durante conversas prolongadas
A capacidade do sistema de gerar transições naturais entre estados o torna especialmente valioso para aplicações que exigem interação sustentada entre humanos e robôs.
Ao tratar a expressão emocional como um fenómeno fluido e baseado em ondas, em vez de uma série de estados pré-programados, a tecnologia abre muitas novas possibilidades para a criação de robôs que possam interagir com os humanos de formas emocionalmente significativas. Os próximos passos da equipe de pesquisa se concentrarão na expansão do alcance emocional do sistema e no refinamento adicional de sua capacidade de transmitir estados emocionais sutis, influenciando a forma como pensaremos e interagiremos com os andróides em nossas vidas diárias.