믿을 수 없을 만큼 인간처럼 보이는 안드로이드와 상호작용한 사람들의 경우, 많은 사람들이 뭔가 “느낌이 이상하다”고 보고합니다. 이러한 현상은 단순한 외모를 넘어 로봇이 감정을 표현하고 일관된 감정 상태를 유지하는 방식에 깊이 뿌리박혀 있습니다. 혹은 다른 말로, 그들의 부족함은 인간과 같은 능력.
현대 안드로이드는 개인의 얼굴 표정을 능숙하게 복제할 수 있지만, 자연스러운 전환을 만들고 정서적 일관성을 유지하는 것이 과제입니다. 기존 시스템은 한 감정에서 다음 감정으로 자연스럽게 흐르기보다는 책의 페이지를 넘기는 것과 유사하게 사전 프로그래밍된 표현에 크게 의존합니다. 이러한 엄격한 접근 방식은 종종 우리가 보는 것과 진정한 감정 표현으로 인식하는 것 사이에 단절을 초래합니다.
제한 사항은 확장된 상호 작용 중에 특히 분명해집니다. 안드로이드는 한 순간에 완벽하게 웃을 수도 있지만 자연스럽게 다음 표정으로 전환하는 데 어려움을 겪습니다. 이는 우리가 진정한 감정을 가진 존재가 아니라 기계와 상호 작용하고 있다는 것을 상기시켜주는 불편한 경험을 만들어냅니다.
웨이브 기반 솔루션
이곳은 일부 새롭고 중요한 연구 과학자들은 안드로이드가 감정을 표현하는 방식을 근본적으로 재구상하는 혁신적인 접근 방식을 개발했습니다. 이 신기술은 얼굴 표정을 고립된 행동으로 취급하는 대신 이를 안드로이드의 얼굴을 가로질러 자연스럽게 흐르는 상호 연결된 움직임의 파도로 간주합니다.
여러 악기가 혼합되어 교향곡을 만드는 것처럼 이 시스템은 미묘한 호흡 패턴부터 눈 깜박임까지 다양한 얼굴 움직임을 조화로운 전체로 결합합니다. 각 움직임은 실시간으로 변조되고 다른 움직임과 결합될 수 있는 파동으로 표현됩니다.
이 접근 방식을 혁신적으로 만드는 이유는 역동적인 특성 때문입니다. 시스템은 미리 녹음된 시퀀스에 의존하는 대신 이러한 다양한 움직임의 물결을 오버레이하여 유기적으로 표현을 생성합니다. 이는 보다 유동적이고 자연스러운 외관을 만들어 자연스러운 감정 표현의 환상을 깨뜨리는 로봇 전환을 제거합니다.
기술 혁신은 연구자들이 “파형 변조”라고 부르는 것에 있습니다. 이를 통해 안드로이드의 내부 상태는 이러한 표현의 물결이 나타나는 방식에 직접적인 영향을 미치고 로봇의 프로그래밍된 감정 상태와 물리적 표현 사이에 보다 확실한 연결을 생성할 수 있습니다.
Image Credit: Hisashi Ishihara
실시간 감성 지능
로봇이 졸고 있음을 표현한다고 상상해보세요. 이는 단지 처진 눈꺼풀에 관한 것이 아니라 인간이 무의식적으로 졸음의 징후로 인식하는 여러 미묘한 움직임을 조정하는 것이기도 합니다. 이 새로운 시스템은 움직임 조정에 대한 독창적인 접근 방식을 통해 이러한 복잡한 문제를 해결합니다.
동적 표현 기능
이 기술은 우리가 일반적으로 다양한 각성 상태와 연관시키는 9가지 기본 유형의 조화로운 움직임을 조율합니다. 즉, 호흡, 자발적 깜박임, 교묘한 눈 움직임, 꾸벅꾸벅 졸기, 머리 흔들기, 빨기 반사, 진자 안구진탕(리듬적 안구 운동), 머리 옆 흔들기, 하품 등이 있습니다. .
이러한 각각의 움직임은 연구자들이 “쇠퇴하는 파동”이라고 부르는 것에 의해 제어됩니다. 이는 시간이 지남에 따라 움직임이 어떻게 진행되는지를 결정하는 수학적 패턴입니다. 이 파도는 무작위가 아닙니다. 다섯 가지 주요 매개변수를 사용하여 신중하게 조정됩니다.
- 진폭: 움직임의 강도를 제어합니다.
- 감쇠비: 움직임이 얼마나 빨리 안정되는지에 영향을 미칩니다.
- 파장: 움직임의 타이밍을 결정한다
- 진동 중심: 무브먼트의 중립 위치를 설정합니다.
- 재활성화 기간: 움직임이 반복되는 빈도를 제어합니다.
내부 상태 반영
이 시스템이 눈에 띄는 점은 이러한 움직임을 로봇의 내부 각성 상태와 연결하는 방식입니다. 시스템이 높은 각성 상태(흥분)를 나타내면 특정 파동 매개변수가 자동으로 조정됩니다. 예를 들어 호흡 움직임이 더 빈번하고 뚜렷해집니다. 낮은 각성 상태(졸음)에서는 더 느리고 더 뚜렷한 하품 움직임과 간헐적으로 고개를 끄덕이는 모습을 볼 수 있습니다.
이 시스템은 연구원들이 “시간 관리” 및 “자세 관리” 모듈이라고 부르는 것을 통해 이를 달성합니다. 시간 모듈은 움직임이 발생할 때를 제어하는 반면, 자세 모듈은 모든 얼굴 구성 요소가 자연스럽게 함께 작동하도록 보장합니다.
이시하라 히사시(Hisashi Ishihara)는 이번 연구의 주저자이자 오사카대학교 공학대학원 기계공학과 부교수이다.
Ishihara는 “피상적인 움직임을 만드는 것이 아니라 내부 감정이 안드로이드 행동의 모든 세부 사항에 반영되는 시스템을 더욱 발전시키면 심장이 있는 것으로 인식되는 안드로이드를 만들 수 있습니다.”라고 설명합니다.
어린이 안드로이드 로봇의 졸린 기분 표현 (이미지 제공: 이시하라 히사시)
전환 개선
사전 녹음된 표현을 전환하는 기존 시스템과 달리 이 접근 방식은 이러한 웨이브 매개변수를 지속적으로 조정하여 부드러운 전환을 생성합니다. 움직임은 인간의 얼굴 움직임이 무의식적으로 조정되는 방식과 마찬가지로 얼굴 동작이 자연스럽게 함께 작동하도록 하는 정교한 네트워크를 통해 조정됩니다.
연구팀은 시스템이 어떻게 자연스럽게 보이는 표정을 유지하면서 다양한 각성 수준을 효과적으로 전달할 수 있는지 보여주는 실험 조건을 통해 이를 입증했습니다.
미래의 의미
파동 기반 감정 표현 시스템의 개발은 다음과 같은 흥미로운 가능성을 열어줍니다. 인간-로봇 상호작용, 다음과 같은 기술과 결합될 수 있습니다. 구체화된 AI 미래에. 현재 안드로이드는 확장된 상호작용 중에 불안감을 조성하는 경우가 많지만, 이 기술은 로봇이 거의 인간처럼 나타나는 불편한 공간인 불쾌한 골짜기를 연결하는 데 도움이 될 수 있습니다.
핵심적인 돌파구는 진정한 느낌의 감정적 존재감을 창조하는 것입니다. 내부 상태와 일치하는 유동적이고 상황에 맞는 표현을 생성함으로써 안드로이드는 감성 지능과 인간 연결이 필요한 역할에 더욱 효과적이 될 수 있습니다.
코이치 오스카(Koichi Osuka)는 수석 저자를 역임했으며 오사카대학교 기계공학과 교수입니다.
Osuka가 설명하듯이, 이 기술은 “인간과 로봇 사이의 정서적 의사소통을 크게 풍부하게 할 수 있습니다.” 적절한 관심을 표현할 수 있는 의료 동반자, 열정을 보여주는 교육용 로봇, 진정한 관심을 전달하는 서비스 로봇을 상상해 보세요.
이 연구는 고에너지 흥분부터 저에너지 졸음까지 다양한 각성 수준을 표현하는 데 있어서 특히 유망한 결과를 보여줍니다. 이 기능은 로봇이 다음을 수행해야 하는 시나리오에서 매우 중요할 수 있습니다.
- 장기적인 상호작용 중 경계 수준 전달
- 치료 환경에서 적절한 에너지 수준을 표현하십시오.
- 감정 상태를 사회적 맥락과 일치시키세요
- 장시간 대화 중에 정서적 일관성을 유지하세요.
상태 간 자연스러운 전환을 생성하는 시스템 기능은 지속적인 인간-로봇 상호 작용이 필요한 애플리케이션에 특히 유용합니다.
감정 표현을 사전 프로그래밍된 일련의 상태가 아닌 유동적인 파동 기반 현상으로 처리함으로써 이 기술은 감정적으로 의미 있는 방식으로 인간과 소통할 수 있는 로봇을 만드는 데 많은 새로운 가능성을 열어줍니다. 연구팀의 다음 단계는 시스템의 감정 범위를 확장하고 미묘한 감정 상태를 전달하는 능력을 더욱 개선하여 우리가 일상 생활에서 안드로이드에 대해 생각하고 상호 작용하는 방식에 영향을 미치는 데 중점을 둘 것입니다.
게시물 새로운 웨이브 기술로 Android 감정이 더욱 자연스러워집니다. 처음 등장한 Unite.AI.
