Dia após dia, tentam fazer robôs parecerem mais humanos — mas eles sempre caem no “vale da estranheza”. Um dos principais motivos é o fato de as máquinas não simularem muito bem detalhes das expressões humanas.

Mas pesquisadores do Creative Machines Lab da Columbia Engineering financiados pela Darpa, isso está mudando. Há cinco anos eles trabalham no robô chamado EVA, que tem um rosto suave, “vivo” e capaz de responder às expressões humanas. Os cientistas desenvolveram um robô que esboça seis expressões faciais: raiva, nojo, alegria, tristeza, medo e surpresa.

“A ideia do EVA tomou forma há alguns anos, quando meus alunos e eu começamos a notar que os robôs em nosso laboratório estavam olhando para nós com olhos de plástico e arregalados”, explicou o professor de inovação e diretor do Creative Machines Lab, Hod Lipson.

Essa necessidade de dar expressão aos robôs ganhou cada vez mais forma à medida que “as pessoas pareciam estar humanizando seus colegas robóticos, dando-lhes olhos, uma identidade ou um nome”, disse Lipson. Isso foi o suficiente para criar o projeto “supexpressivo e responsivo”

Para o estudante de graduação Zanwar Faraj, que liderou uma equipe de alunos na construção do maquinário físico do robô, o maior desafio na criação de EVA foi projetar um sistema que fosse compacto o suficiente para caber dentro dos confins de um crânio humano, embora ainda fosse funcional o suficiente para produzir uma ampla gama de expressões faciais.

A equipe então utilizou uma impressão 3D para fabricar peças com formas complicadas que se juntariam ao “crânio” de EVA. Como resultado, semanas depois o robô estava qualificado para franzir a testa ou sorrir. “Certo dia, eu estava cuidando da minha própria vida quando EVA de repente me deu um grande e amigável sorriso”, lembra Lipson. “Eu sabia que era puramente mecânico, mas me vi sorrindo de volta por reflexo.”

Apesar do primeiro resultado animador, Boyuan Chen, aluno de PhD de Lipson que liderou a fase de software do projeto, percebeu que os movimentos faciais do EVA eram um processo muito mais complexo para ser regido por conjuntos de regras predefinidas. Dessa forma, além de um crânio, a equipe criou um cérebro para EVA com várias redes neurais de deep learning. O cérebro do robô precisava dominar duas capacidades: primeiro, aprender a usar seu próprio sistema complexo de músculos mecânicos para gerar qualquer expressão facial particular e, segundo, saber quais faces fazer “lendo” rostos humanos.

Os alunos filmaram horas de expressões de diferentes rostos para que pudesse ensinar ao robô como era e como funcionava seu próprio rosto. Dessa forma, as redes neurais de EVA aprenderam a atrelar o movimento muscular do vídeo com o seu próprio rosto. Com essa noção básica de entender como o seu rosto funcionava, processo chamado de “autoimagem”, o robô conseguiu usar uma segunda rede de combinações neurais para projetar sua própria imagem como a imagem capturada em sua câmera de vídeo.

Assim, era possível “reproduzir” as expressões faciais que os cientistas faziam para sua câmera. Além das seis expressões, o robô era tão bem projetado que imitava os movimentos de mais de 42 músculos do rosto humano.

Ainda que o robô tenha “ganhado vida”, os pesquisadores destacam que o EVA é um experimento de laboratório, e a imitação por si só ainda está muito longe das formas complexas pelas quais os humanos se comunicam por meio de expressões faciais.

Pensando no futuro, essas tecnologias podem ser aplicadas em hospitais, escolas, lar para idosos. Tudo vai depender da relação de confiança, como aponta Chen. “Os robôs estão interligados em nossas vidas de um número crescente de maneiras, portanto, construir confiança entre humanos e máquinas é cada vez mais importante.”

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Isso pode soar como assustador para alguns, mas para Lipson “há um limite para o quanto nós, humanos, podemos nos envolver emocionalmente com chatbots baseados em nuvem ou alto-falantes domésticos inteligentes, mas nossos cérebros parecem responder bem aos robôs que têm algum tipo de presença física reconhecível.”

[ScitechDaily]