喻莉教授和“小赫”。
微笑、大笑、冷笑、傻笑……机器人“小赫”不仅能展现10种笑容，还能模仿人的各种表情。近日，长江日报记者在华中科技大学数字媒体与智能网络实验室见到了“小赫”。这是该实验室喻莉教授团队耗时5年打造的一款面部仿真机器人。
“它咧嘴大笑有时会把嘴角给撕破，面部硅胶皮肤还要进一步调试。”三名博士生在导师喻莉教授的带领下，在春节前攻下“小赫”最后一块技术拼图——调试面部硅胶厚度，优化机器人面部表情的表达。
■ “小赫”能模仿人的表情
“小赫”戴着一顶俏皮的帽子，五官分明，眼睛尤大。“‘小赫’能模仿人的面部表情，不信你试试？”在工作人员的鼓励下，记者对着“小赫”不断做出各种表情动作，“小赫”也模仿出相同的表情一一回应。
“‘小赫’眼睛里有高清摄像头，可以模拟人眼观察世界。”从事表情集成技术的博士生范煊赫说，摄像头（眼睛）采集到的外部图像会传给控制单元，控制单元是台微型计算机，负责处理图像，同时控制机械运动，带动面部硅胶的动作，形成丰富表情。
喻莉介绍，机器人的面部表情是不少人形机器人研发机构攻关的重点。早期的人形机器人面部自由度不足10个，仅能完成简单表情，而“小赫”面部自由度已增至20余个，能做出“嘟嘟唇”“噘嘴”等较为复杂的面部动作。
“小赫”的研发团队汇聚了计算机视觉、情感计算、心理学、神经科学及解剖学等60名跨学科人才。从面部造型、支撑构建到硅胶倒模成型都在实验室内完成，颅内集成了传感器、电机、微处理器等主要元器件及写入程序，全部是团队自主研发。1月4日召开的湖北科技创新大会上，“小赫”身上的人机交互与情感理解关键技术还荣获技术发明奖二等奖。
■ “小赫”讲故事也绘声绘色
“每当夜幕降临，小女孩都会对着天空说，亮亮晚安……”“小赫”在识别记者对话意图后，讲了一段小故事。它嘴巴随语音自然张合，面部“肌肉”也随之蠕动，犹如真人绘声绘色地在讲故事。
“生理学上，人的表情是由特定肌肉群牵引皮肤形成的。”参与面部肌肉群动作分析及生成研究的博士生赵慧娟说，团队研究了人面部肌肉从收缩到舒张的生理机制，将这种“肌肉运动链”转化为机器人的控制算法。通过模拟这种生理性联动，“小赫”才能在说话时带动鼻子和脸颊产生自然的肌肉牵拉感。
何双江博士从事机器人复杂情感分析。他说在自然的对话交互中，“小赫”能通过捕捉极细微的生理动作来读懂人心。现实场景中，“憎恶”这种复杂情绪往往由“愤怒”和“厌恶”等多种基础情感叠加而成。市场上的多数监控或交互系统，在检测到“皱眉”“眼睑收紧”等信号后，通常直接将其判定为“愤怒”。“小赫”除了能够识别强烈的愤怒情绪，还能捕捉诸如“下唇轻微抬起”等细微面部动作，从而感知隐藏其中的“厌恶”信息，进而对“憎恶”这一复合情绪做出更准确的判断，实现对人类深层情绪状态的正确理解。
喻莉教授表示，目前“小赫”能展示10种笑脸，但咧嘴大笑时，有时会把嘴角皮肤给撕破。团队正在优化硅胶材料性能，力求让“小赫”面部表情更自然、逼真。未来，“小赫”的技术将被应用到人形机器人上，推动其在情感沟通方面的发展。
