Poznajcie Nikolę, robota o ludzkiej twarzy. Szczerze powiedziawszy, to składa się tylko z głowy

Naukowcy z projektu RIKEN Guardian Robot Project w Kioto stworzyli androida o imieniu Nikola, który z powodzeniem jest w stanie - za pomocą mimiki twarzy - przekazać sześć podstawowych emocji. Japońscy naukowcy opublikowali w czasopiśmie Frontiers in Psychology wyniki badania, w którym sprawdzili jak dobrze ludzie potrafią zidentyfikować sześć różnych emocji: radość, smutek, strach, złość, zaskoczenie i obrzydzenie, które były generowane przez "mięśnie" twarzy Nikoli. Choć Nikola nie jest pierwszym androidem potrafiącym wyrażać emocje za pomocą sztucznej inteligencji i sztucznej twarzy, to jest pierwszy raz, kiedy naukowcy pomyślnie sprawdzili i zweryfikowali precyzyjność z jaką robot jest w stanie odtworzyć mimikę ludzkiej twarzy.

Kiedy 60 lat temu Stanisław Lem pisał Bajki Robotów, roboty potrafiące porozumiewać się i wyrażać emocje - zarówno werbalnie jak i niewerbalnie - były sztandarowym przykładem science-fiction. Chociaż dzisiaj perspektywa bycia otoczonymi takimi robotami jest już bliższa niż kiedykolwiek, to naukowcy wciąż mają ręce pełne roboty na drodze do stworzenia robotów nie tylko w pełni komunikatywnych, ale i budzących zaufanie.

Ostatnie badania prowadzone przez Wataru Sato z RIKEN Guardian Robot Project skupiły się na zbudowaniu humanoidalnego robota (zwanego inaczej androidem), który może za pomocą mimiki twarzy wyrażać różne emocje. Rezultatem pracy japońskich naukowców i inżynierów jest Nikola - android (a właściwie, póki co, jedynie jego głowa), który z wyglądu przypomina chłopca.

Wewnątrz twarzy Nikoli znajduje się 29 siłowników pneumatycznych, które kontrolują ruchy sztucznych mięśni. Kolejne 6 siłowników kontroluje ruchy głowy i gałek ocznych. Siłowniki pneumatyczne są sterowane ciśnieniem powietrza, co sprawia, że ​​ruchy są ciche i płynne. Zespół umieścił siłowniki w oparciu o system kodowania akcji twarzy (FACS), który jest szeroko stosowany przy badaniach mimiki twarzy. Wcześniejsze badania nad mimiką twarzy z wykorzystaniem systemu FACS pozwoliły na identyfikację i połączenie poszczególnych twarz z różnymi emocjami  – takich jak "podnoszenie policzków" i "zaginanie warg" – które nierozerwalnie łączą się z okazywaniem poszczególnych emoji, np. radość lub wstręt. Projekt Nikoli czerpie garściami z FACS, dzięki czemu sztuczna inteligencja łączy poszczególne emocje z ruchami poszczególnych "mięśni" twarzy.

Naukowcy z różnych dziedzin nauki w których istotnym czynnikiem są ludzkie reakcje zawsze stali przed jednym wyzwaniem - faktem, że niezwykle trudnym jest przeprowadzenie eksperymentu, w którym sprawdzane są ludzkie reakcje. W warunkach kontrolowanych ludzie mają świadomość co ich czeka podczas eksperymentu, w warunkach niekontrolowanych - gdzie reakcje są autentyczne - nie ma realnej szansy na pełną dokumentację autentycznego ludzkiego zachowania. Badanie reakcji na wcześniej przygotowane filmy czy zdjęcia nie jest w pełni autentyczne. Dlatego Wataru Sato upatruje w Nikoli szansę by "zjeść ciastko i mieć ciastko", ponieważ jest w stanie kontrolować każdy aspekt zachowania Nikoli, jednocześnie będąc w stanie stale analizować interakcje w jakie wchodzi. Jednak aby tego dokonać, naukowcy musieli najpierw przetestować możliwości Nikoli.

W pierwszym teście Nikola pomyślnie przeszedł test, w którym - wg. punktacji FACS - mimika twarzy Nikoli dokładnie odwzorowuje mimikę twarzy człowieka. W kolejnym teście Nikolę przedstawiono kilku osobom, które poprawnie zidentyfikowały sześć emocji, które prezentował android: radość, smutek, strach, gniew, zaskoczenie i obrzydzenie. Jednak drugi test nie poszedł Nikoli aż tak gładko, a to za sprawą silikonowej skóry. Silikonowa skóra na twarzy Nikoli nie jest aż tak elastyczna jak skóra prawdziwego człowieka, przez co ma problemy z np. marszczeniem się. A to z kolei przysparzało problemów przy identyfikacji uczucia jakim jest odraza, bo osoby badane nie widziały delikatnie zmarszczonego nosa, który jest charakterystyczny przy wyrażaniu tej emocji.

Od czasu publikacji artykułu na łamach Frontiers in Psychology, Nikola od swoich "rodziców" w laboratorium w Kioto otrzymał również "wzrok" w postaci kamer umieszczonych w gałkach ocznych. Dzięki kamerom oraz technologii rozpoznawania twarzy android jest w stanie reagować na ludzką mowę poprzez obracanie głowy i skupienie na mówiącej osobie.

Nikola nie jest pierwszym humanoidalnym robotem, który stara się w jak najdokładniejszy sposób odzworować zachowanie człowieka - w tym mimikę.

Najbardziej znanym androidem jest Sophia, aktywowana 19 kwietnia 2015 roku. Sophia stała się światowej sławy gwiazdą gdyż nie tylko ze względu na swój relatywnie ludzki wygląd (nota bene, wzorowany na aktorce Audrey Hepburn), ale także na ludzkie zachowanie, które zawdzięcza sztucznej inteligencji, która stale uczy się na podstawie interakcji w jakie wchodzi Sophia. W porównaniu do Nikoli, Sophia wygrywa pod względem komunikacji - android stworzony przez Hanson Robotics z Hongkongu jest w stanie porozumiewać się za pomocą głosu, przetwarzać wizualne dane, rozpoznawać mowę oraz analizować i wyodrębniać dane. Jednakże mimika Sophia - w porównaniu do Nikoli - jest bardzo ograniczona. Aczkolwiek nie przeszkodziło jej to w zastaniu obywatelką Arabii Saudyjskiej, co wywołało dyskusje i kontrowersje na całym świecie.

Innym osiągnięciem inżynierii jest Ameca. Ameca to humanoidalny robot - taki jak Sophia - zaprezentowana po raz pierwszy podczas targów CES 2022. Ameca jest dziełem brytyjskich inżynierów z firmy Engineered Arts. Android z niezwykłą dokładnością odwzorowuje ruch i ludzkiego ciała. Ameca jest prototypem, nad którym wciąż trwają prace. Choć wygląd Ameci jest imponujący, a jej umiejętności komunikacyjne imponujące to nadal nie jest ona ideałem do którego dążą inżynierowie z Engineered Arts - w porównaniu do Nikoli ma znacznie mniejszy wachlarz wyrażanych emocji, a jej twórcy nastawiają się na wykorzystanie komercyjne oraz - w przyszłości - naukę chodzenia.

Dotychczasowe osiągnięcia japońskich (i nie tylko) inżynierów są imponujące, jednak Nikoli nadal daleko do wyjścia na ulice Kioto i udzielenia wywiadu lokalnej telewizji. Jak mówią japońscy naukowcy w wypowiedzi udzielonej dla serwisu CNET, Nikola - który przypomnijmy: jest jedynie głową, brakuje mu ciała - nadal wymaga pracy. W najbliższej przyszłości inżynierowie z RIKEN chcą rozszerzyć wachlarz emocji wyrażanych przez Nikolę, a w tej trochę dalszej - dać mu ciało i głos, który umożliwi androidowi "ludzką" interakcję z człowiekiem.