Onderzoekers van het RIKEN Guardian Robot Project in Japan hebben een Android-kind ontwikkeld, Nikola, dat zes basisemoties kan laten zien. In het onderzoek, gepubliceerd in Frontiers in Psychology, testten zij hoe goed mensen de zes gezichtsuitdrukkingen konden herkennen – geluk, verdriet, angst, woede, verrassing en walging – die werden gegenereerd door ‘spieren’ in het gezicht van Nikola.
Rosie de robothulp werd als sciencefiction beschouwd toen ze meer dan 50 jaar geleden debuteerde in een Jetson cartoon. Hoewel de realiteit van de behulpzame robot momenteel meer wetenschap en minder fictie is, zijn er nog veel uitdagingen die moeten worden overwonnen, waaronder het detecteren en uiten van emoties.
De recente studie onder leiding van Wataru Sato van het RIKEN Guardian Robot Project was gericht op het bouwen van een humanoïde robot, of Android, die met zijn gezicht diverse emoties kan uitdrukken. Het resultaat is Nikola, een androïde hoofd dat eruitziet als een kale jongen.
Oogbol
In Nikola’s gezicht bevinden zich 29 pneumatische actuatoren die de bewegingen van kunstmatige spieren regelen. Nog eens 6 actuatoren regelen de bewegingen van het hoofd en de oogbol. Pneumatische aandrijvingen worden aangestuurd door luchtdruk, waardoor de bewegingen stil en soepel verlopen. Het team plaatste de actuatoren op basis van het Facial Action Coding System (FACS), dat op grote schaal wordt gebruikt om gezichtsuitdrukkingen te bestuderen. Onderzoek uit het verleden heeft talloze locaties in het gezicht geïdentificeerd – zoals ‘wangverhoger’ en ‘lip pucker’ – die typische emoties bevatten zoals geluk of walging, en de onderzoekers hebben deze locaties in Nikola’s ontwerp opgenomen.
Meestal hebben onderzoeken naar emoties, met name naar de manier waarop mensen op emoties reageren, een probleem. Het is moeilijk om een goed gecontroleerd experiment te doen met levende mensen die interactie hebben, maar tegelijkertijd is het kijken naar foto’s of video’s van mensen minder natuurlijk en zijn de reacties niet hetzelfde. “We hopen dat we dit met androïden zoals Nikola wel kunnen”, zegt Sato. “We kunnen elk aspect van Nikola’s gedrag controleren en tegelijkertijd live interacties bestuderen.” De eerste stap was om te kijken of Nikola’s gezichtsuitdrukkingen begrijpelijk waren.
Mensen waren in staat om elke gezichtsactie te identificeren, wat aangeeft dat Nikola’s gezichtsbewegingen nauwkeurig lijken op die van een echt mens. Een tweede test toonde aan dat gewone mensen de zes prototypische emoties – geluk, verdriet, angst, woede, verrassing en walging – in Nikola’s gezicht konden herkennen, zij het met verschillende nauwkeurigheid. Dit komt omdat de siliconenhuid van Nikola minder elastisch is dan de echte menselijke huid en niet goed rimpels kan vormen. Emoties zoals walging waren dus moeilijker te identificeren omdat de actie-eenheid voor neusrimpels niet kon worden opgenomen.
Sociale psychologie
“Op de korte termijn kunnen androïden zoals Nikola belangrijke onderzoeksinstrumenten zijn voor sociale psychologie of zelfs sociale neurowetenschappen”, zegt Sato. “Vergeleken met menselijke bondgenoten zijn androïden goed in het beheersen van gedrag en kunnen ze rigoureus empirisch onderzoek van menselijke sociale interacties vergemakkelijken.” Als voorbeeld vroegen de onderzoekers mensen om de natuurlijkheid van Nikola’s emoties te beoordelen, aangezien de snelheid van zijn gezichtsbewegingen systematisch werd gecontroleerd. De onderzoekers ontdekten dat de meest natuurlijke snelheid lager was voor sommige emoties zoals verdriet dan voor andere, zoals verrassing.
Hoewel Nikola nog steeds geen lichaam heeft, is het uiteindelijke doel van het Guardian Robot Project om een Android te bouwen die mensen kan helpen. “Androids die emotioneel met ons kunnen communiceren, zullen nuttig zijn in een breed scala van real-life situaties, zoals de zorg voor oudere mensen, en kunnen het menselijk welzijn bevorderen”, zegt Sato.
Foto: RIKEN
