Sie können sich raffiniert bewegen, sehen menschlich aus und werden mit „Verstand“ sowie Sprachfähigkeiten ausgerüstet: In den letzten Jahren sind immer leistungsfähigere Roboter mit humanoiden Zügen entstanden. Doch in einem Bereich hinkt die Entwicklung hinterher: Die Roboter wirken oft noch befremdlich technisch. Eine wichtige Ursache dafür ist die fehlende oder unzureichende Mimik, die für den Menschen eine wichtige Rolle bei der emotionalen Verbindungsaufnahme spielt. Es wurden zwar bereits Roboter entwickelt, die emotionale Gesichtsausdrücke ihres Gegenübers spiegeln können. Doch durch unnatürlich wirkende Verzögerungen erscheint auch diese Fähigkeit oft noch eher gespenstisch als sympathisch.
Wie aus Untersuchungen der menschlichen nonverbalen Kommunikation hervorgeht, spielt Synchronität der Mimik zwischen zwei Partnern eine wichtige Rolle für die Wahrnehmung von Verbundenheit: „Soziale Ausrichtungsverhaltensweisen, wie beispielsweise gleichzeitiges Lächeln, sind wichtig für erfolgreiche soziale Interaktionen, da sie auf gegenseitiges Verständnis und gemeinsame Emotionen hinweisen“, schreiben die Forscher um Yuhang Hu von der Columbia University in New York. Aufbauend auf ihren früheren Entwicklungen präsentieren sie nun den Prototyp eines Gesichts-Roboters, der soziale Synchronität mit einem menschlichen Partner aufbauen kann.
Ein lernfähiges Köpfchen
„Emo“ ist ein menschenähnlich gestalteter Kopf mit einer flexiblen Haut aus Silikon. Sie ist über magnetische Befestigungspunkte mit einem darunterliegenden System aus 26 Aktuatoren ausgestattet ist. Diese erzeugen feinmotorische Bewegungen, die durch die Übertragung auf die Silikonhaut eine breite Palette nuancierter Gesichtsausdrücke hervorbringen können. In den „Augen“ von Emo sitzen hochauflösende Kameras, die präzisen Augenkontakt zu einem menschlichen Gegenüber aufnehmen können. Sie erfassen dabei auch die Signale der nonverbalen Kommunikation des Partners.
Den „Verstand“ des Gesichts-Roboters bilden eingebaute Computereinheiten, die mit künstlicher Intelligenz ausgestattet sind. Es handelt sich dabei um sogenannte neuronale Netze, die eine eigenständige Lernfähigkeit besitzen. Zunächst brachten die Entwickler dem Roboter damit bei, bestimmte Gesichtsausdrücke zu erzeugen. Sie setzten ihn dazu vor eine Kamera und ließen ihn zufällige Bewegungen ausführen. Die Aufnahmen wurden der KI dabei wieder als Feedback zugeführt. Nach ein paar Stunden erlernte der Roboter dann den Zusammenhang zwischen seinem Gesichtsausdruck und den motorischen Befehlen – ähnlich wie Menschen Gesichtsausdrücke vor einem Spiegel üben. Diesen Prozess nennt das Team Selbstmodellierung.
