談起迪士尼，你會想到機智勇敢的公主們？

城堡上空絢麗的煙花？

還是......迪士尼出品的機器人？？？

近日召開的機器人國際頂級會議 2020 IEEE 國際智能機器人與系統(tǒng)大會（IROS 2020）上，有一篇論文發(fā)表，介紹的就是上面這款似人非人、似機器確實是機器的機器人。

論文題為 Realistic and Interactive Robot Gaze（逼真、可互動的機器人凝視）——的確，來自這款機器人的凝視可太逼真了！

再近距離觀察一下它的眼球。

在迪士尼樂園偶遇機器人

這款機器人的特征應(yīng)該不難發(fā)現(xiàn)，一是沒有皮膚，二是會眼神互動。

維基百科上，類人機器人（Humanoid robot）的定義是：機器人的一種，具有類似于人類外型的特征，例如有頭部、軀干跟手腳，但不一定有頭發(fā)、五官、牙齒、皮膚等細微特征。

如此看來，這是一款類人機器人。

它主要的應(yīng)用領(lǐng)域是娛樂——迪士尼下一步打算將其發(fā)展成卡通人物，它將按腳本與游客互動。

對于這款有點詭異的機器人，迪士尼官方的腦洞是：

機器人的角色是一位正在讀書的老人，可能是在圖書館里，也可能在公園長椅上。他聽力有困難、視力也在下降，但還是經(jīng)常被路過的人分散注意力。大多數(shù)時候他會瞥一眼匆匆走過的人們，也會友好地向熟人點頭示意，但當(dāng)有人侵占私人空間時他會瞪著他們。

也許下一次去迪士尼樂園就能偶遇這位“老人”了，還是希望工作人員能給它穿上人造皮膚。

眼神交流，真實最重要

這款機器人的研究團隊陣容可以說是強強聯(lián)合了：

• 曾設(shè)計過不少機器人的迪士尼研究中心；

• 負責(zé)設(shè)計、建造世界上所有迪士尼樂園及度假村的迪士尼業(yè)務(wù)部門華特迪士尼幻想工程（WDI）；

• 世界頂尖的私立研究型大學(xué)加州理工學(xué)院；

• 被譽為是“公立常春藤”的伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校。

他們設(shè)計的機器人究竟有何亮點，來看看論文是怎么說的。

論文表示，此前「人-機注視互動」的研究主要關(guān)注技術(shù)層面。而此次，迪士尼團隊展示了一個通用架構(gòu)——要創(chuàng)建「注視互動」，不僅是從技術(shù)角度出發(fā)，也注重機器人眼球運動的逼真性和可信度。

對此，IEEE 網(wǎng)站的評價是：

可以把它想象成一種老式的、專用于注視的圖靈測試——如果無法區(qū)分機器人與人類的注視，那么迪士尼的設(shè)計就是逼真的。

也就是說，迪士尼不是要讓機器人注視遠方，而是當(dāng)人類走近它并望向它的眼睛時，它會有眼神的回應(yīng)。

包容體系結(jié)構(gòu)的傳承

通常，科學(xué)家們會通過研究人類的大腦運作機制設(shè)計控制系統(tǒng)，但這一次迪士尼團隊采用的方法是他們最為擅長的東西——動畫。

正因如此，機器人硬件部分其實是一個「音頻-動畫半身像」。

畢竟，迪士尼只是不希望機器人在注視人類時出錯。在這種所謂的“視覺吸引”（visual appeal）方法背后，實際上是多年的、大量的人機交互（HRI）研究積累。

迪士尼希望把「人-機注視互動」打造成真人面對面眼神交流的水平，為此他們的設(shè)計是：機器人可以感知環(huán)境中的人，根據(jù)人們的動作確定他們是否對機器人感興趣，隨后機器人會選擇適當(dāng)方式執(zhí)行高度逼真的動作。

具體來講，機器人有以下幾種狀態(tài)：

• 讀書：機器人的默認(rèn)狀態(tài)。

• 掃視：使用 RGB-D 攝像機識別目標(biāo)，當(dāng)注意力引擎顯示人們的好奇心分?jǐn)?shù)超過某一閾值時，機器人會瞥一眼對方。

• 吸引：當(dāng)注意力引擎顯示刺激達到了某一閾值時，機器人會將頭轉(zhuǎn)向?qū)Ψ?，目光注視?/p>

• 確認(rèn)：當(dāng)機器人判定見到“熟人”時，將直接從吸引狀態(tài)或掃視狀態(tài)進入確認(rèn)狀態(tài)。

不過，在上述狀態(tài)以外，還有一些更低級的行為，如呼吸、輕微的頭部運動、眨眼和眼球快速運動等。

雷鋒網(wǎng)了解到，這幾種行為其實涉及到了包容體系結(jié)構(gòu)（subsumption architecture）。

簡單來講，包容體系結(jié)構(gòu)是一種自下而上的組織架構(gòu)，從簡單、分散、低層次的行為到更復(fù)雜的行為。

1980 年代，包容體系結(jié)構(gòu)的概念由斯坦福大學(xué)博士、美國著名機器人制造專家、前麻省理工學(xué)院 CSAIL 負責(zé)人 Rodney Brooks 提出。作為「現(xiàn)代機器人之父」，Rodney Brooks 還是著名機器人公司 iRobot 和 Rethinks Robotics 的創(chuàng)辦者、Robust.ai 的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席技術(shù)官。

雷鋒網(wǎng)注意到，10 月 30 日 Rodney Brooks 也在推特上對迪士尼團隊的設(shè)計發(fā)表了自己的看法：

人們低估了一款機器人從學(xué)術(shù)論文到現(xiàn)實世界所需的時間。迪士尼用了 25 年時間，在類人機器人眼控制方面使用了包容體系結(jié)構(gòu)，比我 1995 年在機器人 Cog 和 Kismet 上的應(yīng)用更好、更流暢。

下圖展示的即為由麻省理工學(xué)院創(chuàng)作的機器人 Kismet，它是最早實現(xiàn)與人類社交、情感互動的一款機器人。

雖然看上去有點傻，但 Kismet 要比迪士尼團隊的機器人親切多了。