В Татарстане спроектировали голову человекоподобного робота: специалистов он приводит в восторг, обычные люди пока пугаются

Кристина Иванова — Казань

Голова робота (у него нет тела) по имени Гагарин никого не оставляет равнодушным. Специалистов он приводит в восторг, потому что это первый андроид с человеческим лицом, который считывает семь эмоций собеседника, «зеркалит» их и разговаривает. Лучше всего ему удается удивление — брови поднимаются, глаза и рот широко раскрываются. Обычных людей Гагарин немного пугает, как и меня, потому что слишком уж похож на человека. Разработчик программного обеспечения спешно вбивает в систему новую фразу, и на прощание андроид говорит нам: «Робот Гагарин специально для KazanFirst из Иннополиса». Правда, название IT-города он пока не может произнести с нужным ударением.

Пока у робота есть только голова — лицо снабжено 30 моторчиками и обтянуто искусственной кожей, похожей на человеческую. Три моторчика встроены в шею, два отвечают за веки, один — за челюсти, остальные — за лицевые мышцы. Благодаря им он отображает семь эмоций. В каждый глаз встроено по видеокамере. На глазах есть ресницы и даже брови. Зубы — как настоящие. Микрофон и динамик позволяют роботу слышать и говорить. Роль мозга выполняет программное обеспечение на ноутбуке, который проводами соединен с головой. Кстати, голова обтянута кожей только с одной стороны, из другой торчат провода.

Нам демонстрируют работу Гагарина. «Расскажи о космическом корабле», — просят его. «Мне хочется от души поблагодарить наших ученых, инженеров, техников, всех советских рабочих, создавших такой корабль, на котором можно уверенно постигать тайны космического пространства», — отвечает он словами настоящего Юрия Гагарина.

Инженер изображает на своем лице различные эмоции, а робот их угадывает: «Дайте взглянуть. Вы выглядите счастливым» или «Вы чем-то удивлены». Он также распознает определенное количество образов, на которые натренирован: кошки, собаки, бутылки, люди, мотоциклы, велосипеды.

Вадим Реуцкий

О перспективах использования Гагарина в качестве гида, учителя, продавца или исторического персонажа, о том, может ли он стать Тукаем и зачем его собираются покрасить в серебряный цвет, о возможном массовом производстве буквально через несколько лет в интервью KazanFirst рассказывают Николаос Мавридис, директор Института робототехники университета Иннополис и Вадим Реуцкий, инженер-исследователь Лаборатории когнитивных робототехнических систем Иннополиса.

________________________________________________

Для Реуцкого проект — это часть преддипломной стажировки, в 2017 году он станет выпускником университета. Сам он из Пензы, поэтому возможность работать над проектом Гагарин рассматривает как большую удачу: «Там бы я в жизни такую интересную работу не нашел, да и в Москве, наверное, тоже. Так что браться за проект было не страшно, а страшно интересно», — признается ученый

________________________________________________

— Вадим, почему робота назвали Гагарин? По аналогии с первым человеком в космосе? Потому что это первый такой робот в своем роде?

— Да, в том числе. В России таких роботов еще не было. А Гагарин — всемирно известная личность, герой, человек без страха и упрека. Поэтому решили назвать его именно так — все же он первопроходец.

— Как-то еще он связан с космосом?

— Он рассказывает о достижениях в этой сфере: о космосе, полете, как себя чувствовал. Он распознает фразы на русском языке и отвечает на вопросы. Сейчас отвечает на них как раз цитатами самого Гагарина. То есть мы взяли историческую личность и сконфигурировали робота таким образом.

Николаос Мавридис

— А чьим голосом он отвечает?

— Голос у него генерируется. Для более естественного голоса он использует онлайн-сервисы. В случае, если интернета нет, отвечает чуть более роботизированным, но все же генерированным голосом. Но пока отвечает только предопределенными фразами на предопределенные ответы.

— Гагарин может стать условно каким-то татарским персонажем?

— Конечно, тюбетейку надеть недолго, и он будет выглядеть как настоящий татарин. При необходимости разработать историческую личность, например, [Габдуллу] Тукая, не проблема. Он как актер — будет отыгрывать ту роль, которая ему дана.

— В чем уникальность этого робота?

— Для начала надо понять, что он собой представляет. Его обличие привез с собой профессор — это каркас из металла и пластика, 30 сервомоторов внутри, контроллер, управляющий их поворотами, и две камеры в глазах. Он покрыт кожей, если потрогать — он мягкий, человекоподобный. Это то, что было, когда мы начали работу (осенью прошлого года — KazanFirst). В Иннополисе же мы разрабатываем его мозги. А это модули, отвечающие за генерацию, воспроизводство речи, управление моторчиками. За моргание глаз отвечает один моторчик, за открывание рта — другой. То есть мы работаем как над созданием его мозга, так и системы управления его роботизированным разумом.

Помимо того, что Гагарин отвечает на вопросы, он следит за лицом собеседника, по фотографии распознает семь основных эмоций (гнев, удивление, радость, страх, пренебрежение, отвращение и грусть) и их процентное соотношение. Эти же семь эмоций он умеет сам отображать. В дальнейшем планируем сделать так, чтобы он использовал информацию, полученную от собеседника, в разговоре. Он будет по-разному реагировать, если человек подойдет к нему с улыбкой или в расстроенном состоянии. И сможет реагировать так же,

как реагировали бы мы.

— В каком качестве может в дальнейшем использоваться Гагарин?

— Как гид, продавец, учитель…

— Зачем тогда роботу-учителю или продавцу нужно уметь испытывать гнев или отвращение?

— Это очень важно. Например, робот-продавец сможет, определяя эмоции покупателя, сделать соответствующие выводы, построить разговор так, чтобы потенциальный покупатель стал покупателем фактическим. Мы хотим, чтобы человек, общаясь с роботом, переставал понимать, что это робот.

— А вам не кажется, что в этих сферах будут более востребованы роботы в обличие роботов? Не будет ли у людей реакции на Гагарина, как на манекенов или клоунов, ведь многие их боятся…

— Есть такое исследование, показывающее, что роботы, слишком похожие на человека, начинают вызывать отвращение, страх и другие подобные эмоции. Но они проводились довольно давно, без достаточного количества опытных данных. Мы планируем с этим тоже поэкспериментировать. Провести исследования, каким законам должно подчиняться такое взаимодействие; как сделать так, чтобы робот реагировал на эмоции соответствующе, не шокировал своим поведением; чтобы люди хотели общаться.

С одной стороны, робот, похожий на робота, — это звучит логично. С другой —  в нашей голове есть специальная «микросхема» для распознавания лиц и эмоций. Поэтому нам гораздо проще общаться с роботом, который дает этой микросхеме всю информацию. Вопрос в том, чтобы сделать его достаточно естественным. До такой степени, чтобы не возникали сложности при общении. Мы привычны к общению с людьми, поэтому общение с человекоподобной машиной должно тоже стать естественным.

— Именно в этом была цель изобретения  такого «эмоционального» робота?

— В том числе. Помимо этого наличие такого робота дает очень много материала для исследования взаимодействия робота и человека, понимания, насколько мы понимаем себя и можем передать это понимание роботу, чтобы он мог, как и мы, взаимодействовать с людьми. Я считаю, такое изобретение сильно играет на руку университету как точке накопления знаний и притяжения для пытливых умов. Сейчас студенты имеют возможность с ним работать, экспериментировать.

— А есть люди, которые, увидев робота Гагарин, пугаются?

— Да все пугаются. Есть такой эффект, который называется «зловещая долина». Когда робот, слишком похожий на человека, вызывает неприязнь или отвращение. Поначалу все пугаются Гагарина. Ну а как по-другому? Это же голова с мозгами наружу. Я привык быстро. Если спрятать провода и сделать его движения более плавными, сделать макет тела, то с расстояния 5-10 метров его уже будет сложно отличить от человека.

Он никого не оставляет равнодушным. Робототехников он приводит в восторг, обычных людей — сначала в замешательство, но потом все начинают с ним дружить.

— А почему Гагарин лысый?

— Парик недолго надеть. У него есть крышка, которая закрывает его черепную коробку сзади. Пока у него открыты провода.

— Есть ли планы, чтобы Гагарин был не только головой, а полноценным «человеком» с руками и ногами?

— Да, конечно. В этом семестре у нас появился дополнительный дрон. Есть и роботизированная платформа на колесах. Мы планируем сделать так, чтобы Гагарин, дрон и платформа стали единой системой. Давайте представим ситуацию: вы заходите в наш университет, вас приветствует робот, отвечает на вопросы, дает советы, куда сходить, выполняет функции сотрудника ресепшна, и вы можете попросить его, чтобы вас поснимал дрон. Робот связывается с дроном, который передает ему снимок вашего лица, дрон с камерой прилетает, распознает ваше лицо, следует за вами и снимает вас на видео. У нас в университете есть еще прямоходящий человекоподобный робот. Планируем поставить голову именно на него, сделать его полноценным антропоморфным роботом. Но это сложный вариант. Более легкий — просто сделать Гагарину тело, манипуляторы, а вместо ног у него будет платформа на колесах. Мы попробуем оба варианта.

— Насколько это ближайшая перспектива?

— Мы планируем до конца этого года сделать его интеллект полным и конфигурируемым, самодостаточным. А к концу следующего года в планах сделать так, чтобы он мог перемещаться с помощью платформы или антропоморфного тела и взаимодействовать с окружающей средой не только вербально и невербально, но и с помощью манипуляторов: показывать направление движения, что-то передавать, пожимать руку, взаимодействовать с людьми, предметами.

— Чего пока ему не хватает, чтобы разум стал самодостаточным?

—Анализа эмоций и соответствующего регулирования своего поведения. Ему не хватает хранения контекстной информации. Сейчас он не помнит, о чем вы с ним разговаривали, не запоминает, кто вы. Мы планируем сделать идентификацию по лицу собеседника и хранить информацию, о чем вы уже разговаривали. Возможно, он будет брать информацию из соцсетей и использовать ее, чтобы более интересно вести разговор. Если люди не параноики, то найти по фотографии человека не является такой уж большой сложностью. Пока эта мысль находится на уровне идеи, поэтому я не могу однозначно утверждать, что мы будем делать это именно так. Можно же и прямым текстом попросить представиться.

Самое сложное — прописать полноценный сценарий и предусмотреть план действий в зависимости от обстоятельств. Мы уже начали над этим работать. Это открытый вопрос, на который нет готового ответа. Зато челлендж интересный.

— Сколько слов он знает сейчас?

— Он распознает порядка 15 вопросов и отвечает с вариациями (предусмотрено около 50 ответов). Но эта цифра особо ничего не значит, потому что все легко и быстро поменять.

— Пока он говорит на русском. В перспективе рассматриваются другие языки?

— Это не проблема в плане конфигурирования. Сложно сделать общую логику для этих языков. Но у нас в планах сделать мультиязычную поддержку, особенно если использовать его в качестве продавца.

— Сколько может стоить такой робот?

— Если продавать его как продукт, он может стоить от $5 000 до $50 000, в зависимости от конфигураций, набора функций. Мы, конечно, думаем над бизнесовой частью, но глубоко ее не прорабатывали. В приоритете — доработать систему, чтобы она работала правильно, предсказуемо, имела все нужные нам функции.

— Есть ли у проекта заинтересованные инвесторы?

— Пока нет, потому что нужно бизнесовую часть более плотно прорабатывать. Но мы подали заявку на грант Российского научного фонда. Его размер я пока разглашать не могу.

— Насколько реально практическое применение этого робота в ближайшей перспективе?

— Это очень реально. Тем более если подумать, как удешевить его производство. Я считаю, что это, как минимум, отличное средство для привлечения внимания к различным медийным событиям, выставкам, торговым центрам, конференциям. Имея такого робота на входе или в качестве гида, вы всегда будете производить фурор.

— За счет чего можно будет удешевить производство?

— Наладив серийный выпуск.

________________________________________________

Николаос Мавридис, директор Института робототехники и руководитель Лаборатории когнитивных робототехнических систем — автор проекта Гагарин. Он основал лабораторию по интерактивным роботам и медиа (IRML), которая прославилась созданием антропоморфного робота Ибн Сина, говорящего на арабском языке, социального робота FaceBots и интерактивного робота Ripley

________________________________________________

— Профессор, почему вы решили заняться разработкой робота, который может распознавать и демонстрировать эмоции?

— У роботов сейчас существует множество различных форм. Какие-то чисто технологические, другие — вдохновлены природой. Наш робот — одна из возможных форм. У людей биологически запрограммировано, что мы воспринимаем лица, эмоции, и это очень влияет на уровень общения. Мы решили поэкспериментировать именно с таким роботом, чтобы понять, как роботы могут эмоционально взаимодействовать с людьми. Например, робот-рассказчик, передавая эмоциями дополнительную информацию, может вовлекать людей в рассказ. А робот-продавец — влиять своими эмоциями на восприятие. Особенно это важно для робота-учителя, потому что он должен понимать, как его воспринимает класс, чтобы эффективно передавать информацию.

— Есть реальные планы внедрить Гагарина в качестве учителя в какой-то класс или, например, в университет Иннополис?

— Разработано три основных направления применения робота. Первое — историческая фигура, которая рассказывает свою историю (сейчас это Гагарин). Мы думаем объединить его с внешним экраном, который будет показывать воспоминания и соответствующие контексту изображения. Второе применение — помощник в магазине, который будет давать конкретные советы в зависимости от того, мужчина перед ним или женщина. И третье — робот на ресепшн, который будет приветствовать гостей, рассказывать о том, что происходит, взаимодействовать, в том числе, с другими роботами. Что касается преподавания, мы рассматриваем это как потенциальное направление, но сейчас нет конечных глубоко проработанных решений.

Сейчас робот отвечает лишь на узкий круг вопросов. Допустим, работая в магазине, он может попасть в тупиковую ситуацию. Мы рассматриваем возможность добавления функции удаленного управления роботом. Один человек-оператор будет отвечать, предположим, за 50 роботов, которым поступают запросы, некоторые из которых он не может отработать. Оператор сможет отвечать, что нужно сказать. Кроме того, антропоморфный робот сможет повторять движения оператора. Это основано на исследованиях и работах, проведенных на базе Высшей школы робототехники в Сеуле.

— Но, наверное, это возможно только в случае серийного производства?

— Скорее всего. Но не обязательно он должен выглядеть прямо так, как сейчас Гагарин.

— Насколько это дальняя перспектива?

— Речь может идти о двух-семилетней перспективе. Сейчас есть все необходимое. Осталось сделать так, чтобы бизнесу это стало интересно.

— Как будет преодолеваться барьер? Ведь люди, глядя на существ, так похожих на них, поначалу испытывают страх?

— Есть такое направление робототехники, как взаимодействие человека с роботами. Ученый Масахиро Мори 30 лет назад вывел теорию «зловещей долины», исследуя эмоциональную реакцию людей на внешний вид роботов. Но в этой сфере еще очень много неисследованного. Мы планируем изучать этот вопрос, проводить исследования, как и почему люди так реагируют, как сделать так, чтобы они реагировали лучше. Есть несколько идей. Одна из них — покрыть его серебряной краской (как уличных мимов, распространенных в европейских странах), чтобы он не выглядел как совершенно похожий на человека и чтобы было понятно, что это не человек.

— Вы были изобретателем первого робота-мусульманина Ибн Сина. Работая в Татарстане, почему вы сделали робота Гагариным, а не Бабаем, например?

— Нет ни модуля распознавания, ни модуля генерации татарской речи. Так что решили начать с русской, чтобы дать быстрый старт проекту. Сделать такой модуль не невозможно, но это требует дополнительных затрат. При необходимости его можно сделать.

Фото: Василий Иванов