Een van de grootste uitdagingen voor ontwerpers van ‘humanoïde’ of ‘menselijke’ robots is dat de robot niet griezelig mag zijn of afkeer mag opwekken. Aan de Vrije Universiteit Brussel wordt een techniek ontwikkeld waarmee mondbewegingen van robots heel precies kunnen worden afgeregeld, waardoor deze een veel menselijkere indruk wekken.
De meeste mensen voelen zich onbehaaglijk bij slechte imitaties van dieren en mensen – een verschijnsel dat bekend staat als het Uncanny Valley-effect. Dit geldt nog in grotere mate voor ‘humanoïde’ robots, robots die mensen imiteren, omdat afwijkingen in hun bewegingen en gedrag ons onmiddellijk opvallen.
Dat soort robots wordt nochtans steeds vaker ingezet voor communicatie met mensen, bijvoorbeeld in zorgcentra en ziekenhuizen. In Japan is ook al het eerst robothotel geopend. De receptie wordt er bemand door machines. Als zo’n robots angst of afkeer opwekt, wil geen mens er nog mee interageren. Onderzoeker Gabriël Van De Velde van de VUB (die dit als thesisonderwerp koos) trekt de vergelijking tussen een lijk en een zombie: een dode is al onaangenaam om te zien, maar zombies zijn nog griezeliger.
Om een humanoïde robot te bouwen die mensen zich niet onbehaaglijk laat voelen, is dus zeer precieze nabootsing van de menselijke mimiek nodig. Tot nu toe gebeurt dat veelal door de actuatoren die de lippen aansturen, handmatig af te regelen. Dat duurt echter lang en is kostbaar. Alternatieve methoden maken gebruik van complexe computermodellen. Zulke modellen geven echter maar een benaderend resultaat, waardoor verdere handmatige fijnregeling noodzakelijk blijft.
Emoties kalibreren met wiskunde
‘Realistische humanoïde robots bestaan al, maar ze zijn heel lastig om ze aan te sturen’, zegt Van De Velde. ‘En dan heb je er eigenlijk niet veel aan.’ Om dit probleem op te lossen, ontwierp de jonge onderzoeker een algoritme dat gebruik maakt van een echte humanoïde in plaats van een computermodel. De methode gaat uit van 52 foto’s van mondvormen in een menselijk gezicht. Het algoritme brengt daar automatisch een aantal referentiepunten op aan. Deze corresponderen met een aantal punten op de lippen van de robot. Door wiskundige transformaties is het mogelijk om beide monden te vergelijken en de verschillen aan te duiden met een set pijlen. Deze pijlen geven dan aan of de touwen die de mond aansturen meer of minder moeten trekken totdat ze goed ingesteld zijn. De kalibratie van de volledige set mondvormen kost ongeveer een uur.
‘De techniek werkt en heeft veel potentieel om in toekomstige humanoïden gebruikt te worden,’ zegt Van De Velde, die verder opmerkt dat ‘de aanpak enkel getest werd voor spraakkalibratie, maar zeker ook toegepast kan worden voor emotiekalibratie.’ Spraakkalibratie is trouwens ook heel wat moeilijker te realiseren dan expressies, aldus de onderzoeker.
Volgens Van De Velde is er vanuit de industrie zeker interesse in de commerciële mogelijkheden van zijn onderzoek. Zelf wil hij nu echter eerst prioriteit geven aan zijn doctoraat dat hij momenteel doet.
