Anzeige
Anzeige
MIT Technology Review News

Lächeln mit 26 Stellmotoren: Roboter erkennt Mimik und reagiert darauf

Forscher haben einem humanoiden Roboter beigebracht, das Lächeln seiner Gesprächspartner zu antizipieren. Das soll ihn vertrauenswürdiger machen.

Von Eike Kühl
3 Min.
Artikel merken
Anzeige
Anzeige

Yuhang Hu (rechts) ist Forscher am Creative Machines Lab der Comlumbia University und Hauptautor der Studie über den lächelnden Roboter Emo. (Bild: Creative Machines Lab)

Wenn wir mit anderen Menschen Angesicht zu Angesicht kommunizieren, dann geschieht das, teils absichtlich, teils unbewusst, stets mit mehr als nur Sprache: Mit Körperhaltung, Mimik, Blickkontakt und Gesten signalisieren wir unserem Gegenüber, dass wir ihm oder ihr zuhören und welche Emotionen das Gespräch bei uns auslöst. In dieser Hinsicht haben wir Menschen Robotern einiges voraus. Denn obwohl humanoide Roboter immer menschlicher aussehen und sprechen können, sind Interaktionen mit ihnen immer noch ungelenk, da ihnen die Mittel der nonverbalen Kommunikation fehlen.

Anzeige
Anzeige

Forscherinnen und Forscher der Columbia University in New York wollen das ändern. „Physische humanoide Roboter haben Schwierigkeiten, mit Mimik zu kommunizieren“, heißt es zu Beginn ihrer Studie, die vor kurzem im Fachmagazin „Science Robotics“ erschienen ist. Das habe zwei Gründe: Erstens sei es nicht einfach, menschliche Gesichtsbewegungen mechanisch umzusetzen – unser Gesicht hat schließlich mehr als 40 Muskeln, mit denen Tausende von Bewegungen möglich sind. Und zweitens müsse eine natürlich wirkende nonverbale Reaktion zum richtigen Zeitpunkt geschehen, idealerweise antizipierend und nicht mit Verzögerung, wie es bei Robotern häufig der Fall ist.

Das Team um den Robotiker Hod Lipson konzentriert sich in seiner Studie auf einen bestimmten Fall der nonverbalen Kommunikation, nämlich auf die „soziale Synchronie“. Wenn ein Gesprächspartner beispielsweise lacht oder lächelt, spiegeln wir die Emotion häufig unbewusst zurück, indem wir ebenfalls lächeln. Die Forschenden haben nun versucht, einem humanoiden Roboter namens Emo genau diese Fähigkeit beizubringen: Emo soll antizipieren, wann wir in einer Unterhaltung lachen werden und freundlich zurücklächeln wie es ein Mensch in einer entspannten Unterhaltung tun würde.

Anzeige
Anzeige

Das Gesicht von Emo besteht aus flexiblem Silikon, das mithilfe von Magneten mit 26 unabhängig voneinander arbeitenden Stellmotoren verbunden ist. Dadurch sind deutlich mehr Gesichtsbewegungen möglich als bei vielen bestehenden humanoiden Robotern. „Wir versuchen, die komplexe Bewegung menschlicher Lippen durch eine mechanische Struktur nachzubilden“, heißt es in der Studie. Durch passive Gelenke und Verbindungen verformt sich das gesamte Gesicht von Emo seinen Mundbewegungen entsprechend und wirkt dadurch mutmaßlich menschlicher.

Um Emotionen zu erkennen und bei Bedarf zu spiegeln, setzt das Team auf eine Kombination aus Kameras und künstlicher Intelligenz. Die hochauflösenden Kameras in den Augen des Roboters verfolgen die Mimik seines Gegenübers. Sie können selbst kleinste Bewegungen erkennen und somit ein Lächeln bereits in seiner Anfangsstufe antizipieren, etwa wenn sich die Mundwinkel nach oben bewegen. Bei Menschen dauert es etwa 850 Millisekunden, um einen Gesichtsausdruck zu machen. In etwa der gleichen Zeit soll es Emo gelingen, die Mimik aufzunehmen, zu analysieren und die Motoren in seinem Gesicht zu bewegen.

Anzeige
Anzeige

Zwei KI-Modelle kommen zum Einsatz. Zum einen wurde Emo quasi mit sich selbst trainiert: Indem der Roboter sich dabei aufnahm, wie er verschiedene Gesichtsausdrücke machte, lernte er, welche Motoren er für welche Ausdrücke aktivieren musste. Ein zweites Modell wurde parallel dazu mit Aufnahmen von menschlichen Gesichtern trainiert. Dadurch lernte Emo, Lachen zu antizipieren. Schon innerhalb weniger Stunden war der Roboter in der Lage, auch kleinste Gesichtsbewegungen zu interpretieren und darauf zu reagieren.

Mit Emo wollen die Forscherinnen und Forscher aus New York die Kommunikation zwischen Menschen und Robotern natürlicher erscheinen lassen. Vor allem in sozialen Kontexten, etwa bei Robotern in der Pflege, ist es wichtig, dass die Menschen den Robotern vertrauen. Eine natürlich wirkende Mimik im Sinne der nonverbalen Kommunikation könne dabei helfen, schreiben die Forschenden. Da ihr Roboter nicht nur reagiert, sondern antizipiert, gehen die Forschung über frühere „KI-Lachsysteme“ hinaus.

Anzeige
Anzeige

Gleichzeitig wissen die Verantwortlichen, dass ein Roboter wie Emo aller Fähigkeiten zum Trotz immer noch unnatürlich oder gar unheimlich wirken könnte – Stichwort Uncanny Valley. „Wir sind uns bewusst, dass der Maßstab für den Erfolg letztlich ist, wie diese Ausdrücke von menschlichen Benutzern wahrgenommen werden“, heißt es im Fazit der Studie. Schaut man sie die Demo-Videos an, dann wirkt auch ein vermeintlich menschlicher Roboter wie Emo ziemlich künstlich.

Fast fertig!

Bitte klicke auf den Link in der Bestätigungsmail, um deine Anmeldung abzuschließen.

Du willst noch weitere Infos zum Newsletter? Jetzt mehr erfahren

Anzeige
Anzeige
Kommentare

Community-Richtlinien

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus!
Hallo und herzlich willkommen bei t3n!

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus, um diesen Artikel zu lesen.

Wir sind ein unabhängiger Publisher mit einem Team von mehr als 75 fantastischen Menschen, aber ohne riesigen Konzern im Rücken. Banner und ähnliche Werbemittel sind für unsere Finanzierung sehr wichtig.

Schon jetzt und im Namen der gesamten t3n-Crew: vielen Dank für deine Unterstützung! 🙌

Deine t3n-Crew

Anleitung zur Deaktivierung
Artikel merken

Bitte melde dich an, um diesen Artikel in deiner persönlichen Merkliste auf t3n zu speichern.

Jetzt registrieren und merken

Du hast schon einen t3n-Account? Hier anmelden

oder
Auf Mastodon teilen

Gib die URL deiner Mastodon-Instanz ein, um den Artikel zu teilen.

Community-Richtlinien

Wir freuen uns über kontroverse Diskussionen, die gerne auch mal hitzig geführt werden dürfen. Beleidigende, grob anstößige, rassistische und strafrechtlich relevante Äußerungen und Beiträge tolerieren wir nicht. Bitte achte darauf, dass du keine Texte veröffentlichst, für die du keine ausdrückliche Erlaubnis des Urhebers hast. Ebenfalls nicht erlaubt ist der Missbrauch der Webangebote unter t3n.de als Werbeplattform. Die Nennung von Produktnamen, Herstellern, Dienstleistern und Websites ist nur dann zulässig, wenn damit nicht vorrangig der Zweck der Werbung verfolgt wird. Wir behalten uns vor, Beiträge, die diese Regeln verletzen, zu löschen und Accounts zeitweilig oder auf Dauer zu sperren.

Trotz all dieser notwendigen Regeln: Diskutiere kontrovers, sage anderen deine Meinung, trage mit weiterführenden Informationen zum Wissensaustausch bei, aber bleibe dabei fair und respektiere die Meinung anderer. Wir wünschen Dir viel Spaß mit den Webangeboten von t3n und freuen uns auf spannende Beiträge.

Dein t3n-Team

Kommentar abgeben

Melde dich an, um Kommentare schreiben und mit anderen Leser:innen und unseren Autor:innen diskutieren zu können.

Anmelden und kommentieren

Du hast noch keinen t3n-Account? Hier registrieren

Anzeige
Anzeige