炼数成金 门户 商业智能 机器人 查看内容

揭秘日本现代机器人教父石黑浩:20年专做美女机器人

2018-3-2 14:19| 发布者: 炼数成金_小数| 查看: 22929| 评论: 0|原作者: 轩窗|来自: 智东西

摘要: 最近几年,无论是波士顿动力会空翻的机器人Atlas、俄罗斯“神枪手”Ferdo,还是新晋的“首位机器人公民Sophia,机器人界总是不断有网红出现。近日,又有位美女机器人荣登机器人网红榜,更让人震惊的是这位名叫Erica ...

工具 编程 人工智能 机器人 Android

最近几年,无论是波士顿动力会空翻的机器人Atlas、俄罗斯“神枪手”Ferdo,还是新晋的“首位机器人公民Sophia,机器人界总是不断有网红出现。近日,又有位美女机器人荣登机器人网红榜,更让人震惊的是这位名叫Erica的机器人已经找到了自己的工作,她将于今年4月代替人类成为新闻主播。

如果说Sophia凭借毒舌成为机器人界的第一网红,那么Erica完全可以凭借美貌成为机器人界第一美女。从本质上讲,Erica与Sophia同属交互机器人,与Sophia“口出狂言”相比,Erica更加温婉恬静,因而并未使人类产生恐惧也就没有获得过多的关注。不过,与表情夸张机器人感十足的Sophia相比,Erica看起来更像人类,她的皮肤完全没有塑料感十分接近人体皮肤,近看还能看到皮肤的纹理以及些许的绒毛,甚至还能清晰听到她的“心跳”。

想做新闻主播需要极强的语言沟通能力了,Erica为此也做了不少准备。Erica集成了语音生成算法、面部识别技术和红外传感器,这使得她不仅能够识别人类,还能与人类进行对话,并自主地对人类的言语作出反应。虽然Erica还不能移动肢体,但Erica可以独立地变化自己的面部特征比如眨眼、微笑,她还可移动自己的颈部、肩部和腰部,同时她还能够跟踪在房间行走的人。

Erica出生于2015年,而她的创造者正是比喻为“现代机器人教父”的日本大阪大学教授石黑浩。石黑浩教授研究机器人已有二十多年历史并推出了30多款机器人。由于石黑浩教授推出的机器人与真人太过相似,一度使人忽略了他这项研究的本质。对此,石黑浩教授曾公开表示,他最根本的目的并不是要在外貌上复刻人类,而是想复制人与人之间的亲密关系,力图使人与机器人的交互达到人与人交互的自然境界。

那么,石黑浩教授的研究成果又该如何商业化,自然的人机交互对主打服务和陪伴等功能的机器人是否必要呢?

日本现代机器人教父——石黑浩
紧蹙的眉头、严肃的表情,在搭配上一身黑色的衣服,这是石黑浩在镜头面前永远的形象,十多年都未曾改变。他所说并不是想要研究机器人,而是想复制人与人之间的亲密关系,其实与他的成长经历息息相关。


石黑浩从小远离父母,由祖父母养大,从小最感兴趣的事就是绘画。所以,1981年石黑浩进入山梨大学读绘画专业,后来他得知自己患有色盲,不可能将绘画作为终身事业,因此一度陷入迷茫。后来,石黑浩接触到了计算机,他发现编程与绘画类似,并对Assembler,Pascal等新词汇产生了非常强烈的兴趣。于是,他先是在山梨大学完成研究生课程,又获得大阪大学博士学位,主攻机器人研究,之后他又先后在山梨大学、大阪大学、京都大学、美国圣地亚哥加州大学、和歌山大学先后做研究员、教授。

目前,石黑浩现任大阪大学智能机器人实验室主任,研究方向主要有机器视觉,包括主动视觉、全方位视觉和分布式视觉,人类和机器人的智能信息平台以及机器人与环境的交互作用三大方向。近年来,石黑实验室也将人工智能技术加入到机器人的研究中来,并在实验室开创了一个名为人机交互(HRI)的研究领域,混合工程学、人工智能、社会心理学和认知科学等四大学科。其目的是研究人类为什么以及何时愿意与机器进行互动并感受到机器人的感情。

人机交互初步的商业化探索
本着建立人与机器人之间的亲密关系,石黑浩在2000年开启了超仿真机器人(android)项目,并在当时设计了一款在轮式平台上搭载可移动钢制手臂的机械装置,而这一设备受到了实验者的排斥,石黑浩开始意识到机器人还是应具备人的外表才能更好地与人类交互情感,于是他开始运用超仿真机器人进行研究。
石黑浩仿制女儿的机器人ReplieeR1

想要研究出高度类人的机器人,首先需要捕捉人类行为的细微特征,包括呼吸、坐姿以及对随机刺激的反应等。石黑浩通过对妻子日常生活进行录像来获取人体行为特征,并在2002年以自己的女儿为原型,创造了第一个超仿真机器人ReplieeR1—R for Risa(石黑浩女儿名为Risa)。2005年又以东京知名女主播藤井雅子为原型,与东京机器人制造商可可洛公司合作研发了机器人Repliee Q1 Expo,并借此得到了业界认可,石黑实验室也被媒体推上了电视节目,开始被公众关注。

随后,石黑实验室推出了Geminoid系列,这一系列是指仿制某一特定人的机器人。想要制作Geminoid,需要对被仿制人体进行较精确测量与三维扫描,并用石膏来准确地复制面部轮廓。目前石黑实验室推出两款Geminoid:高度仿真石黑浩教授本人的机器人Geminoid Hi-2以及外形似20多岁的日俄混血女性的机器人Gemnoid F。HI-2和F都使用气动驱动装置代替电动机,以此使机器人运动更类似于人类。
石黑浩仿制自己的机器人Geminoid Hi-2

不过,这两款机器人在设计上略有不同,Geminoid Hi-2具有50自由度,不仅可以轻松地做出各种表情,还能够调整整个身体姿势,在行动能力上与人类更类似,多达50多个驱动器也使得Geminoid Hi-2的运输非常困难。尽管如此,Geminoid HI-2还是成为了石黑浩的分身,代替他离开大阪并通过远程操控技术使其在世界各地讲课。


而Geminoid F的自由度限制在12自由度,大部分分布在Geminoid F的脸上,使Geminoid F表现出自然的面部表情。Gemnoid F还采用了动作捕捉系统,能够做出眨眼、微笑、皱眉等65种不同面部表情,皮肤由柔软的硅胶研制,肤色逼真度极高,更能像真人发声、对话、唱歌等,并出演了电影《再见》。
机器人Geminoid F参演电影《再见》

除了高度仿真的机器人外,石黑浩也在将人机交互亲密感进行了商业化探索,2010年石黑实验室推出的移动遥控机器人Telenoid R1可以模仿千里之外的亲朋好友的声音和表情,可以使人们远距离“聊天”。
微缩版人体触感概念手机Elfoid

2011年大阪大学与日本移动运营商NTT DoCoMo和高通合作推出了只有8英寸长的微缩版人体触感概念手机Elfoid。2012年石黑实验室还推出了一款人形抱枕Hugvie,不仅材料接近人体皮肤,头部收纳处还可放置手机,在使用者抱着接听电话时,仿佛对方就在身边。
人形抱枕机器人Hugvie

在日本,个人机器人在教育领域已有普及应用,石黑浩相信未来个人机器人会非常普及。不过,日本的机器人市场增长空间有限,石黑浩也也开始关注中国市场,并与中国企业合作研发适用于中国市场的教育机器人,可陪伴使用者进行口语练习。

不过,以上提到的机器人还有赖于人类编程,最近几年人工智能技术的不断突破,机器人成为了人工智能技术最有潜力的落地场景,因此石黑实验室也推出了具有语音识别、人脸识别等新功能的智能机器人。

人机交互使机器人更智能
2015年石黑浩带来团队研发出第一个完全自主的机器人Erica,运用了语音识别、红外人体追踪、语音合成和自然运动生成等多项技术。Erica的眼睛、嘴巴和脖子等可通过气压活动,呈现出各种表情和动作,看起来与人类十分类似。

除了外表上的高度仿人,Erica还使用了神经网络技术能够解析人类言语并回答问题。这正是由于外表上的高度拟人以及出色的语音识别和合成能力,Erica将在今年4月担任新闻主播。而在学术上Erica也急剧研究价值,目前已被日本三所大学用于人机交互研究,同时被纳入日本科学技术厅“先进技术的探索研究计划”之中。

虽然,Erica已经获得了不错的人机交互效果,但石黑浩并没有停下研究的脚步。2017年石黑浩实验室又创造了外型更加靓丽的机器人 Androidol U。Androidol U 不仅可以自主与人类对话,还通过人工智能技术从对话中不断学习并在适时场景下使用,目前Androidol U的对话模式累积已有 4000多种。

国内交互机器人研究
不过,目前世界上研究交互机器人的并不只有石黑实验室一家。中科大的智能机器人实验室也在致力于交互机器人的研究,并在2016年推出了第三代特有体验交互机器人佳佳。
中科大体验交互机器人佳佳

佳佳是一款高颜值的机器人,据称她的样貌取自中科大五位高颜值女生,并且具备初步的人机对话理解、面部微表情、口腔及躯体动作匹配功能。当与人交流时,她可以通过追踪对话者的面部表情感知其情绪,与常见的动作机械的机器人相比,具有非常高的智能。

目前,国内也有一些做仿真机器人的企业,但制作工艺上相对粗糙,机器感非常明显,行动能力也十分不便,这最主要的问题还在于国内在机器人基础配件,如伺服驱动装置、各种传感器上的研发能力十分弱。另一方面,国内在人机交互上的研究才刚起步,人工智能技术也刚刚进入落地应用阶段。

想要研发出既高度仿真人类,又具备人机交互自然真实感的机器人还需对人体本身进行更深入的研究。

结语:人机交互是机器人的未来
近年来,随着中国人口老龄化时代的到来,机器人已不断进入到应用场景,无论是在酒店、餐厅、火车站、政府机关等公共场所服务的机器人,还是在家庭中承担陪伴娱乐等功能的家用机器人,都亟待提升人机交互能力。

当然,随着人工智能技术的不断发展,机器人也将逐渐更贴近人类。机器人不仅要具备听从指令、回答问题以及业务引导等基础工作能力,更应通过人机交互技术拉近机器与人之间的距离,这将成为决定主打服务、陪伴等功能的机器人层次的关键因素。

欢迎加入本站公开兴趣群
商业智能与数据分析群
兴趣范围包括各种让数据产生价值的办法,实际应用案例分享与讨论,分析工具,ETL工具,数据仓库,数据挖掘工具,报表系统等全方位知识
QQ群:81035754
1

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

刚表态过的朋友 (1 人)

相关阅读

最新评论

热门频道

  • 大数据
  • 商业智能
  • 量化投资
  • 科学探索
  • 创业

即将开课

 

GMT+8, 2018-10-19 21:41 , Processed in 0.261159 second(s), 24 queries .