你刚要笑，它就猜到了然后和你一起笑......这样的“好机友”你想拥有吗？

撰文 | Cloud

审校 | 河边的卡西莫多

机器人越来越像人了，但和人互动时，它如果不明所以地咧开嘴笑了……这大概并不会传达出开心之情，而是让人感到恐惧。

不过现在，一款名叫Emo的机器人就不会这么瘆人。它可以分析人类的面部表情，并在人类做出表情前的0.839秒就预测出人类即将做出的表情，于是它可以和人类几乎同时一起微笑，从而避免尴尬或让人害怕。

目前，大多数机器人只会在人类做完表情后再做出反应。这种滞后会让机器人显得不真实、不真诚。对人而言，在面对面的沟通过程中，微笑之类的非语言交流非常重要。“我认为准确预测人类面部表情是人机交互（Human-Robot Interaction）领域的一场革命，”该研究的主要作者、美国哥伦比亚大学创意机器实验室（Creative Machines Lab）的博士生胡宇航说道。

在2021年，他和研究团队还开发了一个名叫Eva的机器人，这是首批能够自我模仿人类面部表情的机器人之一。从Eva到Emo，我们可以看到机器人在模仿人类面部表情方面实现了显著的进步。

机器人Emo实时预测、模仿研究者的面部表情。这是一个有声音的视频｜参考资料[1]

眼睛可以追踪人类移动，然后和人进行眼神互动｜Columbia Engineering

Emo的脸可以换皮肤。｜Columbia Engineering

当被问及机器人的脸为什么是蓝色时，研究团队的负责人、哥伦比亚大学机械工程教授霍德·利普森（Hod Lipson）表示，他们想离开或者走出所谓的“恐怖谷”。

恐怖谷（uncanny valley）理论，即人形机器人的外貌逼真度越高，人们对它的亲近感就越强。然而，当一个逼真度很高的人形却仍存在微小的不自然之处时，人们则会对其感到反感，甚至恐惧。而超过这个“谷底”后，随着机器人外貌完全拟人了之后，它会再次赢得人们的好感。 

所以，研究团队就想：“好吧，让我们把它们变成蓝色，我们甚至不想让它们看着像个人。”事实上，研究人员制作了好几块不同颜色的脸皮——除了蓝色，机器人的脸皮颜色还有绿色、紫色等等。

图片来源：参考资料[1]

除了复杂缜密的硬件和驱动装置，研究人员还为机器人开发了两个独立的人工智能模型。一个模型可以分析人类微小的面部表情线索，然后预测人即将做出的表情。另一个模型则负责计算如何让机器人的脸部快速做出相应的表情。

第一个模型是通过网络视频上的人脸表情视频进行训练。通过逐帧观察，经过几个小时的训练后，机器人就可以观察出人们准备做某个表情之前的微小面部变化，从而预测人的表情。

而第二个模型的训练过程则是让机器人自己“照镜子”。确切地说，机器人是面对着一部RBG摄像机，实时观测自己的表情。研究人员通过RGB相机来捕捉机器人面部的细微变化，并提取面部标志，通过面部特征和运动命令的数据集来训练模型。

机器人自己学习面部表情和运动命令之间关系。｜参考资料[1]

学习框架｜参考资料[1]

虽然机器人在掌握非语言交流方面还有很长的路要走，但现在这个微笑算是向前迈出了一步。“我认为这是一个重要的一步。” 利普森说道。

“我是一个厌倦了的机器人专家，我不会对机器微笑，但当这个机器人对我微笑时，我会对它回以微笑。”在同步微笑之后，

研究团队之后还打算拓宽机器人的表情范围，并进一步研究口型同步。现在，机器人Emo只会分析人类的面部表情，还无法通过分析语言文本与人类对话。研究人员希望后续能把机器人与ChatGPT等大型语言模型相结合，实现更加自然的人机互动。

图片来源：Columbia Engineering

虽然这有望带来大量积极的应用，但其潜在的伦理问题也让一些人感到担心。“我们真的不想让它看起来像人类。但是，如果你给它戴上假发，涂上口红，加上各种各样的东西，它就真的开始像人了。”利普森补充道。

“我认为这是不可避免的，最终这些机器人都将越来越像人类，而我们将不得不……无论我们是否喜欢，我们都得开始和它们建立联系。”

图片来源：Columbia Engineering

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