機(jī)器人前瞻（公眾號(hào)：robot_pro）
作者|許麗思
編輯|漠影
機(jī)器人前瞻2月7日?qǐng)?bào)道，最近，蘋(píng)果內(nèi)部機(jī)器人技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布最新論文，提出了一個(gè)名為“ELEGNT”的框架，專(zhuān)門(mén)為日�；�(dòng)中的非人形機(jī)器人設(shè)計(jì)既實(shí)用又能表達(dá)情感的動(dòng)作。
這項(xiàng)研究專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一款能點(diǎn)頭哈腰、能眉飛色舞的智能臺(tái)燈機(jī)器人，它可以通過(guò)各種肢體語(yǔ)言與用戶(hù)進(jìn)行互動(dòng)，表達(dá)自己細(xì)膩的態(tài)度和情緒。
蘋(píng)果機(jī)器人研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，在人與人之間的交流中，姿勢(shì)、手勢(shì)和眼神之類(lèi)的非語(yǔ)言行為非常重要，能有意或無(wú)意地傳達(dá)人類(lèi)的內(nèi)心狀態(tài)。而為了讓機(jī)器人能更自然地與人類(lèi)互動(dòng)，機(jī)器人的動(dòng)作設(shè)計(jì)也應(yīng)該融入一些表達(dá)性的元素，比如意圖、注意力和情感，而不僅僅是考慮快速、高效地完成任務(wù)。
一、支持手勢(shì)、語(yǔ)音、投影等交互，能完成多項(xiàng)功能和社交任務(wù)
這款臺(tái)燈機(jī)器人集成了LED光源、攝像頭、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、激光投影儀等，與用戶(hù)的交互形式包括手勢(shì)、語(yǔ)音、觸摸和投影。
▲臺(tái)燈機(jī)器人的構(gòu)成及交互形式
它能完成點(diǎn)頭、搖尾巴、低頭、坐下、躲避、接近等動(dòng)作，還可以表現(xiàn)出緊張、失望、凝視、強(qiáng)調(diào)等狀態(tài)。
▲臺(tái)燈機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)和空間方面的表達(dá)形式
它可以完成的一系列功能任務(wù)、社交任務(wù)，例如攝影燈、感應(yīng)夜燈、項(xiàng)目協(xié)助、創(chuàng)意建議、邊播放音樂(lè)邊跳舞等。
▲臺(tái)燈機(jī)器人可以完成多項(xiàng)功能任務(wù)、社交任務(wù)
“ELEGNT”的框架結(jié)合了兩種設(shè)計(jì)思路：
一是功能性驅(qū)動(dòng)，專(zhuān)注于讓機(jī)器人用最優(yōu)路徑完成任務(wù)（比如移動(dòng)到某個(gè)位置）；
二是表達(dá)性驅(qū)動(dòng)，讓機(jī)器人通過(guò)動(dòng)作傳遞自己的“內(nèi)心狀態(tài)”，比如意圖、注意力、態(tài)度或情緒，從而讓互動(dòng)更自然。
具體來(lái)說(shuō)，這個(gè)框架包括以下三方面：
1、意圖可視化：通過(guò)22個(gè)運(yùn)動(dòng)基元編碼，將充電、避障等底層需求轉(zhuǎn)化為可讀的身體語(yǔ)言；
2、注意力引導(dǎo)：利用多軸關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)類(lèi)人注視行為，如預(yù)報(bào)天氣時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)向窗外；
3、情緒共鳴：開(kāi)發(fā)情感狀態(tài)機(jī)，讓機(jī)器人能根據(jù)對(duì)話語(yǔ)境展現(xiàn)驚喜/失落等微表情。
二、六組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，充當(dāng)眼里有活的社交伴侶
團(tuán)隊(duì)還做了一系列的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，比較了在多個(gè)場(chǎng)景下，表達(dá)性臺(tái)燈機(jī)器人（Expressive Robot）和功能性臺(tái)燈機(jī)器人（Functional Robot）在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)差異。
在用戶(hù)對(duì)一個(gè)物品進(jìn)行拍攝的時(shí)候，表達(dá)性的臺(tái)燈機(jī)器人會(huì)響應(yīng)用戶(hù)手勢(shì)靈活移動(dòng)，主動(dòng)幫助用戶(hù)尋找拍攝最佳的光照角度，而功能性臺(tái)燈機(jī)器人則移動(dòng)較為遲緩。
當(dāng)用戶(hù)錯(cuò)誤指令它讀取無(wú)法觸及的便簽時(shí)，表達(dá)性臺(tái)燈機(jī)器人會(huì)多次努力伸長(zhǎng)身子試圖閱讀信息，在發(fā)現(xiàn)看不到后，略帶歉意地?fù)u頭向用戶(hù)表達(dá)無(wú)法完成任務(wù)。
而功能性臺(tái)燈機(jī)器人在第一次嘗試發(fā)現(xiàn)無(wú)法閱讀到信息后，則直接向用戶(hù)表達(dá)任務(wù)失敗。
表達(dá)性機(jī)器人還可以扮演一個(gè)社交伴侶的角色，在用戶(hù)尋問(wèn)今天天氣時(shí)，它會(huì)先認(rèn)真看看窗外，告訴用戶(hù)氣溫、干濕度狀況，還興奮得希望用戶(hù)能夠在這樣的好天氣帶上他去徒步。慘遭拒絕后，垂頭喪氣表現(xiàn)得很失落。
功能性機(jī)器人就無(wú)法在面對(duì)同樣的問(wèn)題時(shí)，與用戶(hù)、環(huán)境產(chǎn)生除了語(yǔ)言之外的互動(dòng)。
表達(dá)性機(jī)器人還會(huì)積極提醒用戶(hù)喝水，找到水杯把它推到用戶(hù)眼前，然后抬頭盯著用戶(hù)喝水。在喝水完成后，繼續(xù)為用戶(hù)正在閱讀的書(shū)籍照明。
功能性機(jī)器人依舊沉默得多，只能通過(guò)將燈光照射在杯子上對(duì)用戶(hù)進(jìn)行提醒。
表達(dá)性機(jī)器人還可以當(dāng)一個(gè)“眼里有活”的項(xiàng)目助手，仔細(xì)觀察用戶(hù)正在進(jìn)行的手工活動(dòng)，主動(dòng)變換角度進(jìn)行照明，還可以提供教程投影。功能性機(jī)器人的光照角度就比較有限了。
表達(dá)性機(jī)器人還會(huì)隨著用戶(hù)播放的音樂(lè)，手舞足蹈，給足用戶(hù)陪伴價(jià)值。
結(jié)語(yǔ)：蘋(píng)果大力探索機(jī)器人與人類(lèi)的情感化交互
這項(xiàng)研究結(jié)果表明，表達(dá)性動(dòng)作能顯著提升用戶(hù)對(duì)機(jī)器人的好感度和互動(dòng)投入感，這種效果在社交性任務(wù)中尤其明顯，因?yàn)檫@些任務(wù)本身對(duì)功能性動(dòng)作的要求較低，表達(dá)性動(dòng)作的空間更大。
團(tuán)隊(duì)下一步計(jì)劃，將根據(jù)這次研究成果整合出一個(gè)全新的生成式框架，讓非人形機(jī)器人能根據(jù)不同場(chǎng)景自動(dòng)生成既能完成任務(wù)、又能“有溫度”地表達(dá)意圖的動(dòng)作。
從這款頗具人情味的臺(tái)燈機(jī)器人來(lái)看，人形或許并非機(jī)器人發(fā)展的最終答案，任何形態(tài)的物品都可以逐漸機(jī)器人化。
而對(duì)蘋(píng)果來(lái)說(shuō)，它似乎正在探索一種不同于目前絕大多數(shù)機(jī)器人企業(yè)所走的、以生產(chǎn)力提升為導(dǎo)向的科技發(fā)展路徑。在大多數(shù)廠商參數(shù)比拼正酣時(shí)，蘋(píng)果的機(jī)器人研究團(tuán)隊(duì)正在悄然探索人類(lèi)與機(jī)器人情感化交互的全新智能生態(tài)。
