本文经AI新媒体量子位(微信官方账号:qbitai）授权转载，转载请联系出处。 本文约1700字，建议阅读5分钟，介绍人造面部肌肉。 机器人只能用扑克脸和两颗空塑料珠面对人类吗？
不一定，也可以！
拥有下面这个小蓝人，可以。
就像这样：
尴尬笑……改变机器人冷若冰霜，呆若木鸡的形象。
一向由金属或硬塑料制成的机器人是如何微笑的？
哥伦比亚大学（Columbia Engineering）创意机器实验室（Creative Machines Lab）的研究人员一直对机器人与人类之间的互动感兴趣。
它在建立信任方面发挥着巨大的作用。随着机器人越来越多地用于疗养院、医院和其他与人类密切合作的地方，我们需要比冷更敏感和温度的机器人。
于是，研究人员花了五年时间来创造上面这个可以模仿人类表情、叫做的机器人。
EVA以下是机械设计，如下图：
A电机伺服模块（motor servo module ），EVA由它驱动，模块由底部的覆盆子4控制。皮肤通过尼龙绳与10台电机连接，以控制相应的表情。
B与前颅骨分离的眼转角度的自由度，与前颅骨分离。
C为RGB摄像头，用于随机收集人类表情的数据。
D颈部模块为6自由度。
其中，在机器人的整个头部设计一个足够紧凑的系统来适应人类头骨的大小并不容易。
电路、传感器和电机（motor）等各种体积不小的东西。
为此，研究人员决定使用它制造形状复杂的零件，让这些零件在EVA 脑瓜无缝地集成在一起。
EVA通过尼龙绳和电机（cables and motors）组成的，拉动脸上的特定点，模仿人类面部皮肤和骨骼不同部位42多块小肌肉的运动，表达六种基本情绪，甚至更微妙的表情：愤怒、厌恶、恐惧、快乐、悲伤和惊讶。
有一天，当 EVA 突然，当我给我一个大而友好的微笑时，我忙于我自己的事情。我知道这纯粹是机械的，但我发现我的条件反射了。
上述机械设计表明，EVA这个机器人在有能力做出各种表情。那么它是如何独立模仿的呢？
让我们揭开这个机器人的软件部分。
由于人类面部表情过于复杂，预先设定的规则不够随机，研究人员利用几个深度学习神经网络建立了EVA大脑。
大脑需要掌握能力:一是通过阅读人类的脸来知道自己想做什么表情；二是通过控制面部肌肉来呈现这些表情。
为了教EVA团队拍摄了几个小时的视频，认清自己的脸是什么样子。
眉毛也可以动~
然后，就像人类一样Zoom在视频软件看着自己，EVA内部神经网络学会了在视频片段中匹配肌肉运动和面部。
EVA在对自己的脸是如何运动有了原始的感觉之后，让它与相机拍摄的人脸表情相匹配并不难。
经过多次改进和迭代，EVA最后，我获得了从相机中读取人脸姿势的能力，并通过模仿人类面部表情做出反应。
整个模仿过程如下：
EVA大脑主要有两个神经网络：生成网络和逆生成网络（inverse network）。
给定一幅是普通的RGB相机拍摄人脸图像后，系统首先使用OpenPose提取面部标志。
OpenPose，人体姿势识别项目是卡耐基梅隆大学(CMU)基于卷积神经网络和监督学习caffe开源库为框架开发。
然后标出人脸的面部将其与静态机器人面部图像连接到生成网络，生成合成表情后的机器人图像。
逆生成网络以图像为基础，输出电机指令让机器人执行，最类表情出现在机器人的脸上。
再来看一组EVA的模仿：
发现EVA眨眼扭脖子，但从前面看，表情还是有点僵硬。
研究人员指出，EVA 只是实验室实验，，与人类真正的面部表情交流还有很长的路要走。但他们相信，这项技术总有一天会在现实世界中产生有益的东西。
该研究于 2021 年 5 月 30 日在 ICRA 会议上发布了机器人蓝图 Hardware-X（2021 年 4 月）开源。
此次EVA共有5名机器人研究团队成员，其中3名是中国人。
机器人软件部分的项目领导人是Chen Boyuan，本科毕业于哥伦比亚大学，专业从事计算机科学与技术，研究方向：机器人、计算机视觉、机器学习。
文章中出现的小哥哥胡宇航 ，他也是哥伦比亚大学的博士生。本科毕业于厦门大学嘉庚学院。本科期间，他申请了多项国家专利，并开设了一家被称为科技创新专家的公司。
Li Lianfeng, 哥伦比亚大学机器人技术与控制机械工程硕士。
论文地址：https://arxiv.org/abs/2105.12724项目网站：
http://www.cs.columbia.edu/~bchen/aiface/
参考链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-05/cuso-trs052721.php
编辑：于腾凯