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Cabeça robótica virtual reconhece e imita expressões humanas

Publicado em 08 novembro 2012

Por Fernanda Vilela

Imitação das expressões faciais é feita a partir do reconhecimento da face humanaNo Instituto de Ciências Matemáticas e da Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, pesquisa de Valéria de Carvalho Santos utiliza a cabeça robótica virtual Valerie, capaz de identificar e imitar expressões faciais apresentadas por seres humanos, para avançar o conhecimento sobre a interação entre o homem e a máquina. O estudo realizado no Laboratório de Aprendizagem de Robôs (LAR) do ICMC, é orientado pela professora Roseli Aparecida Francelin Romero, do Grupo de Computação Bioinspirada do ICMC, e conta com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). No futuro, a cabeça virtual poderá ser testada como robô recepcionista nas dependências do Instituto.

O projeto "Imitação de expressões faciais para aprendizado de emoções em robótica social", desenvolvido por Valéria de Carvalho Santos no curso de mestrado em Ciências de Computação e Matemática Computacional do ICMC, utiliza o avatar Valerie, cabeça robótica com face gráfica, desenvolvido na Carnegie Mellon University (CMU), nos Estados Unidos, em 2005. Uma cópia do avatar Valerie foi cedida ao LAR para realização da pesquisa em conjunto com a CMU. A pesquisadora explica que o diferencial do trabalho foi realizar a imitação das expressões faciais a partir do reconhecimento da face humana.

O robô identifica as características da pessoa e copia a emoção apresentada, de acordo com pontos estratégicos do rosto do usuário. "O processamento facial foi uma parte da pesquisa. A segunda parte foi reconhecer e fazer com que o robô imitasse, ou seja, fizesse a mesma expressão", disse.  Segundo Santos, a cabeça robótica foi manipulada através de parâmetros que definem a intensidade de cada parte do rosto. "Há um parâmetro para intensidade de sorriso, outros dois para as sobrancelhas esquerda e direita e assim por diante", explicou.

A estudante disse ainda que, por enquanto, o robô Valerie identifica cinco expressões faciais: alegria, raiva, surpresa, tristeza e expressão neutra. "É importante que o robô tente reconhecer qual é a sua expressão e que ele se comporte da mesma forma. Se você me falar uma notícia feliz, por exemplo, eu não posso fazer uma cara de brava. E esperamos o mesmo do robô", afirma.

Interação

Os robôs sociáveis devem ser capazes de interagir, se comunicar, compreender e se relacionar com os seres humanos de uma maneira natural. "Embora diversos robôs sociáveis tenham sido desenvolvidos com sucesso, ainda existem muitas limitações a serem superadas. São necessários avanços no desenvolvimento de mecanismos que possibilitem interações mais realísticas entre robôs e humanos. Uma forma de fazer isso é através de expressões faciais de emoção", explica.

O aprendizado por imitação aplicado no robô foi realizado através de redes neurais artificiais. Essas redes simulam de modo simplificado o comportamento de sistemas nervosos biológicos. "Em nosso grupo há o projeto de usar a Valerie para atuar como um robô recepcionista dentro do ICMC, dando informações básicas aos usuários, como por exemplo, a localização de uma sala, em que área trabalha um determinado professor, etc.", aponta Valéria. Os pesquisadores pretendem melhorar o sistema de extração de características, para que o tempo de resposta e a precisão dos movimentos feitos pela cabeça robótica sejam adequados à interação homem-máquina.

O objetivo básico da robótica social uma das linhas de pesquisa do LAR, é que tarefas sejam executadas através da colaboração de seres humanos e robôs. A professora Roseli Romero, coordenadora do projeto, explicou que essa realidade não está tão distante. "Em um futuro próximo esperamos ter uma interface homem-máquina mais amigável. Estamos buscando compreender o ser humano e fazer com que a máquina possa atender nossas necessidades naquele determinado momento de interação", explicou a professora.

Para entender o ser humano foi necessário incluir aspectos da psicologia dentro da pesquisa na área de robótica. A professora Maria de Jesus Dutra dos Reis, do Departamento de Psicologia da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) colabora com o trabalho trazendo aspectos do comportamento humano voltado para o aprendizado da máquina. "No futuro teremos vários robôs interagindo com o ser humano, vivendo em sociedade. Como colocar esses robôs em convívio com o homem? É isso que a robótica social busca, a inclusão social dos robôs", conclui a professora.

Mais informações: (16) 3373-9666; site www.icmc.usp.br/~biocom

da Assessoria de Comunicação do ICMC
comunica@icmc.usp.br
Agência USP