Od robotów, których zadaniem jest współpraca z człowiekiem oczekuje się jak najlepszej wydajności i adekwatności działań. W tym celu, oprócz prostych mechanizmów rozpoznawania treści czy gestów, coraz częściej wskazuje się konieczność rozpoznawania emocji przez roboty. Jeżeli robot właściwie zinterpretuje dany stan emocjonalny człowieka, ma szansę zaadaptować swoje zachowanie do niego i zbudować lepszą relacją człowiek-robot.
Artykuł dotyczy projektu pt. „Rozpoznawanie emocji przez roboty społeczne z wykorzystaniem sieci neuronowych”, którego kierownikiem jest Pani mgr Eryka Probierz z Katedry Automatyki i Robotyki Politechniki Śląskiej.
Niezwykle istotne jest wykrywanie i rozpoznawanie emocji przez roboty społeczne za pomocą konwolucyjnych i rekurencyjnych sieci neuronowych.
Badania prowadzone są nad wykrywaniem i rozpoznawaniem emocji przez roboty społeczne, przy użyciu konwolucyjnych i rekurencyjnych sieci neuronowych.
Co jest głównym celem projektu, badania?
Celem badania jest integracja dwóch systemów rozpoznawania emocji. Pierwszy system opiera się na analizie głosu. Uwzględnia ona takie aspekty jak: jakość wypowiedzi, artykulacja, zmiany wysokości głosu, intensywność i częstotliwość wypowiadanych słów. Drugi system wykorzystuje metody przetwarzania języka naturalnego do analizy wypowiedzi. Analizowane słowa mają przypisane nacechowanie emocjonalne, które w połączeniu z parametrami głosu pozwoli na dokładniejsze rozpoznawanie emocji przez roboty, mówi naukowczyni.
Jak ważna jest interakcja na linii robot-człowiek?
Prawidłowe rozpoznanie emocji człowieka pozwala na wzmocnienie akceptacji i zaufania i prowadzi do częstszej i lepszej jakości interakcji na linii człowiek-robot. Rozpoznana emocja może przyczynić się do bardziej adekwatnej reakcji, co wzmacnia zgodność komunikacji. Niniejsze badania mają na celu zbudowanie modelu pozwalającego na zadowalające rozpoznawanie wyróżnionych emocji w oparciu o analizę głosu i przetwarzanie języka naturalnego.
Odpowiednikiem naszych oczu jest kamera, którą posiada robot. To właśnie dzięki niej możliwa jest analiza obrazu w celu wykrycia emocji. Jest on analizowany z uwzględnieniem dwóch kanałów; tła, a także postaci. Pozwala to na określenie emocji, nawet wtedy, gdy robot nie ma bezpośredniego dostępu do twarzy rozmówcy, co jest wymogiem w klasycznych rozwiązaniach, mówi mgr Probierz.
Przeprowadzono trening sieci, który wskazuje na obiecujące wyniki pozwalające na określenie emocji nawet w sytuacjach, które dla dotychczasowych rozwiązań były kłopotliwe. Nasze rozwiązanie pozwala uwzględnić analizę postawy, warunków, czy na określenie stanów emocjonalnych np. zadowolenie, czy relaks.
Drugim elementem analizy jest opracowanie i przetworzenie sygnału dźwiękowego, czyli rozmowy, jaka następuje w relacji człowiek-robot, tutaj mikrofon pełni funkcję uszu. Mowa przetwarzana będzie na tekst, pozwalając na uzyskanie sentymentu wypowiedzi, czyli określenie emocjonalnego charakteru tekstu. Oznacza to, że podczas rozmowy z robotem społecznym możliwe będzie analizowanie zarówno kanału wizualnego, jak i dźwiękowego, co pozwoli na wzajemną korekcję przypisanych emocji oraz odpowiednie dostosowanie emocji, tak aby robot społeczny właściwie interpretował sytuację społeczną w której się znajduję, kontynuuje badaczka.
W celu realizacji projektu zakupiono 6 robotycznych głów typu „Ohbot” pozwalających na implementację wyżej wymienionych rozwiązań i prowadzenie swobodnej rozmowy.
Robotyczne głowy są wyposażone w głośnik, mikrofon, kamerę, a także szereg rozwiązań mechanicznych. Pozwala to na poruszanie głową robota, ustami, brwiami, śledzenie rozmówcy i aktywne odpowiadanie na komunikat wysyłany przez człowieka. Robotyczne głowy są indywidualnymi stanowiskami, co pozwala na przemieszczanie i promocję rozwiązania poza uczelnią. Co jeszcze można o nich powiedzieć?
Przede wszystkim pozwalają na badanie realnych reakcji pomiędzy człowiekiem a maszyną. Jesteśmy przyzwyczajeni do mówienia np. do komputerów lub smartfonów, zdarza nam się widzieć awatary. Nie każdy miał jednak dotąd okazje porozmawiać z robotem – chcemy, aby to doświadczenie trafiło do szerszego grona odbiorców niż tylko naukowcy. Prace podjęte w tematyce robotów społecznych mają na celu poprawę komunikatywności na linii człowiek-robot, a co za tym idzie, pozwolić na lepszą interpretację sytuacji społecznej, w jakiej znajduje się robot, tak aby mógł właściwie dostosować swoją reakcję. Rozwój robotów społecznych ma szansę zwiększyć ich zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak: roboty rehabilitacyjne, roboty pomocnicy dla osób starszych, roboty wspierające w procesach terapeutycznych (np. dla osób cierpiących na depresje), roboty wspierające rozwój dzieci cierpiących na autyzm, roboty edukacyjne. Spectrum zastosowań robotów społecznych jest bardzo szerokie, a ich istotność wzrasta wraz z koniecznością zwiększonej izolacji (spowodowanej przez Covid-19), niepełnym dostępem do opieki medycznej czy zjawiskiem starzejącego się społeczeństwa.
Czy takie badania niosą ze sobą jakieś niebezpieczeństwo? Czy jest coś, czego powinniśmy się obawiać?
Każda zmiana niesie ze sobą lęk i niepokój, także naszą rolą jako naukowców jest ten lęk oswajać. To w jaki sposób i do jakich celów wykorzystamy roboty zależy tylko od nas. Wierzę, że tworząc robotykę etycznie zaangażowaną, wkładając w roboty tyle człowieczeństwa, ile jest w nas samych, mamy szansę tworzyć rozwiązania dające nadzieję, a nie te, budzące lęk i obawę.
Robot społeczny ma szansę być pomocnikiem, powiernikiem i przyjacielem. Ma szansę gromadzić niezbędne dane, zapamiętywać nasze zachowania, czy wspierać w codziennych trudnościach. Aby tak się stało niezbędne jest zadbanie o odpowiednią jakość tej relacji, także rozumianą jako właściwa interpretacja i dopasowanie wypowiedzi do emocji rozmówcy – to właśnie robimy w naszych badaniach, kończy mgr Probierz.
Życzymy samych sukcesów.
Sebastian Wach
