超逼真機器人!閉眼、聳肩、手臂搖晃、搖頭、皺眉表情手勢豐富流暢!

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電影《西方極樂園》裡,機器人接待員看起來與人類別無二致。

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雖然劇情是編的,但現實生活中,讓人「傻傻分不清」的仿人機器人已經逐漸向我們靠近。

先來看看這位「歌唱家」:

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機器人的名字叫Cleo,它正在忘我地演唱席琳‧狄翁的歌曲《MyHeart Will Go On》,先不要管嗓音如何,它表達情感的方式和真正的人類歌唱家如出一轍:「閉眼」「聳肩」「手臂搖晃」「搖頭」「皺眉」,一系列流暢動作組合在一起形成了豐富微妙的肢體語言手勢。

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這是英國一家名叫EngineeredArts的公司開發的仿真機器人,公司擁有一個類似「西方極樂園」的技術部門,專門研究和開發一個叫做「Mesmer」的機器人平台。情感豐富的機器人「歌唱家」Cleo就是其中之一。

 

除此之外,他們還設計了多種造型的機器人:

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皮膚下的機器人面孔

褪去人類皮膚,Cleo機器人其實長這樣:

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它的機器人平台主要由4個部分組成:

  • 硬體:電動機,電子零件,連接裝置
  • 感測器:鏡頭,深度感測器,激光雷達,麥克風
  • 韌體:用於記錄對電動機速度,位置和轉矩的控制
  • 軟體:運動控制,人機互動,聲光

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機器人頸部模仿了人類頸部的運動和解剖結構,其各個零件可以像人類的椎骨一樣彎曲和扭曲,採用5軸設計,可讓頭部平穩旋轉至任何位置。

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僅憑這一點還不足以實現Cleo「人性化」的原因。Cleo的平穩動作得益於手臂,腕部和頸部的多個關節以及肩膀的旋轉設計,使機器人可以執行微妙的肢體語言手勢,例如「聳肩」動作,這是「Mesmer」平台的其他類人機器人都無法完成的。

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還有用手指環繞身體直到後腦勺:

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肩膀可以向前向後流暢伸展:

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由內而外的逼真

「Mesmer」平台機器人的皮膚使用柔軟且耐用的矽材料,要打造真正逼真的外觀,不僅需要皮膚具有正確的形狀,顏色,質地和柔韌性,而且還需要頭髮、眉毛、鬍渣、睫毛。這些毛髮都是一縷一縷的刺入機器人的皮膚上,看起來超逼真。

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「Mesmer」平台機器人的頭部形狀也像人類一樣真實。開發人員掃瞄了人類的頭骨形狀,設計了頭骨零件,然後進行3D列印以確保完美貼合。

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機器人幾乎是不發出任何噪音的,電動機靜音運行,大部分面部發音來自眼珠和眼瞼運動。他們需要像人一樣眨眼和轉動眼球,兩隻眼睛都由無聲的高扭矩高速電機提供動力,以確保他感覺像一個真實的人。

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「Mesmer」機器人還有一個眼神交流的法寶,眼睛可以辨識前方2公尺遠的人的臉部,並透過LiDAR設計檢測移動物體的存在,當你和機器人交談時,它可以一直注視你。

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最重要的是,Mesmer是基於Engineered Arts的TinMan遠端呈現軟體構建的,該軟體可以將每個電動機和每個感測器連接到任何具有Internet功能的設備。還允許使用者在機器人中整合人性化的特質,例如開玩笑,提出問題並透過事先編輯好的程式的內容回答問題的能力。

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杜莎夫人蠟像館第一個「智慧型蠟像」

2018年,Engineered Arts公司在上海杜莎夫人蠟像館創建了第一個「智慧型蠟像」——井柏然和胡巴。

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開發人員按照井柏然的頭骨設計了獨一無二的專屬造型,完美的機器人頭骨披上人造皮膚,簡直是井柏然本人!

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胡巴的創作就簡單很多,無需進行頭骨設計,可以直接內部進行3D列印模具和晶片。它也沒有像人類一樣複雜的頸部和肩部動作,只要俏皮的動一動嘴巴,眼珠和耳朵。

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下一步計畫:更加逼真

如果Mesmer機器人站在遠處,融入人群不是難事。

當它站在你眼前時,雖然說話,表演,唱歌時都被賦予了模仿人類肢體動作和表情的能力,但看起來還是像打了肉毒桿菌一樣僵硬。

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如果要構建一個逼真的機器人,除了移動其嘴巴和眼睛之外,還必須努力使其看起來「真實」。例如,呼吸時的微妙動作,平衡腳部時的平穩身體調整,眼睛注視時的焦點變化等。這些是機器人除了材料之外還必須克服的技術問題,正是這些細微差別使人與機器人之間產生了差異。

也許未來這些問題都會被克服,多年後當它再次站在你眼前,你還能認得出來嗎?

參考鏈接:

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