Cabeça robótica que imita expressões humanas é desenvolvida no ICMC

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Fernanda Vilela / Assessoria de Comunicação do ICMC

Como os robôs podem conviver em sociedade? Esta é a grande questão que envolve a robótica social, uma das linhas de pesquisa do Laboratório de Aprendizado de Robôs (LAR), do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), na USP de São Carlos. Uma das pesquisas desenvolvidas neste laboratório é a cabeça robótica virtual Valerie, que possui capacidade de imitar expressões faciais apresentadas por seres humanos.

O projeto Imitação de expressões faciais para aprendizado de emoções em robótica social foi desenvolvido por Valéria de Carvalho Santos, mestranda em Ciências de Computação e Matemática Computacional pelo ICMC, sob orientação de Roseli Aparecida Francelin Romero e financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

O objeto do estudo foi o avatar Valerie, cabeça robótica com face gráfica, cujo nome semelhante é apenas uma coincidência, já que foi desenvolvida na Carnegie Mellon University (CMU), Estados Unidos, em 2005. Uma cópia do avatar Valerie foi cedida ao LAR para realização da pesquisa em conjunto com a CMU.

No futuro teremos vários robôs interagindo com
o ser humano. Como colocar esses robôs em convívio
com o homem? É isso que a robótica social busca.

A pesquisadora explicou que o diferencial deste trabalho foi realizar a imitação das expressões faciais a partir do reconhecimento da face humana. O robô identifica as características da pessoa e copia a emoção apresentada, de acordo com pontos estratégicos do rosto do usuário. “O processamento facial foi uma parte da pesquisa. A segunda parte foi reconhecer e fazer com que o robô imitasse, ou seja, fizesse a mesma expressão”, disse.

Segundo Valéria, a cabeça robótica foi manipulada através de parâmetros que definem a intensidade de cada parte do rosto. “Há um parâmetro para intensidade de sorriso, outros dois para as sobrancelhas esquerda e direita e assim por diante”, explicou.

A estudante disse ainda que, por enquanto, o robô Valerie identifica cinco expressões faciais: alegria, raiva, surpresa, tristeza e expressão neutra. “É importante que o robô tente reconhecer qual é a sua expressão e que ele se comporte da mesma forma. Se você me falar uma notícia feliz, por exemplo, eu não posso fazer uma cara de brava. E esperamos o mesmo do robô”, afirmou.

Se você me falar uma notícia feliz, eu não
posso fazer uma cara de brava.
E nós esperamos o mesmo do robô.

Os robôs sociáveis devem ser capazes de interagir, se comunicar, compreender e se relacionar com os seres humanos de uma maneira natural. “Embora diversos robôs sociáveis tenham sido desenvolvidos com sucesso, ainda existem muitas limitações a serem superadas. São necessários avanços no desenvolvimento de mecanismos que possibilitem interações mais realísticas entre robôs e humanos. Uma forma de fazer isso é através de expressões faciais de emoção”, explicou.

O aprendizado por imitação aplicado no robô foi realizado através de redes neurais artificiais. Essas redes simulam de modo simplificado o comportamento de sistemas nervosos biológicos. “Em nosso grupo há o projeto de usar a Valerie para atuar como um robô recepcionista dentro do ICMC, dando informações básicas aos usuários, como por exemplo, a localização de uma sala, em que área trabalha um determinado professor, etc.”, apontou Santos.

Muito além da ficção

O objetivo básico da robótica social é que tarefas sejam executadas através da colaboração de seres humanos e robôs. A professora Roseli Romero, coordenadora do projeto, explicou que essa realidade não está tão distante de nós. “Em um futuro próximo esperamos ter uma interface homem-máquina mais amigável. Estamos buscando compreender o ser humano e fazer com que a máquina possa atender nossas necessidades naquele determinado momento de interação”, explicou a professora.

Para “entender” o ser humano em alguns temas relacionados foi necessário incluir aspectos da psicologia dentro da pesquisa na área de robótica. A professora Maria de Jesus Dutra dos Reis, do Departamento de Psicologia da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) colabora com o trabalho trazendo aspectos do comportamento humano voltado para o aprendizado da máquina. “No futuro teremos vários robôs interagindo com o ser humano, vivendo em sociedade. Como colocar esses robôs em convívio com o homem? É isso que a robótica social busca, a inclusão social dos robôs”, conclui a professora.

No prosseguimento dos trabalhos com Valerie, os pesquisadores pretendem melhorar o sistema de extração de características, para que o tempo de resposta e a precisão dos movimentos feitos pela cabeça robótica sejam adequados à interação homem-máquina.

Mais informações podem ser obtidas no site do ICMC.

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