如果说未来的人工智能时代，是机器人统领世界。

那么，掌握计算机编程技术，必将成为与世界对话的另一种语言。

用机器人改善生活，用计算机语言对话机器人，用编程改变世界。

伊娃出生：第一代情感机器人

哥伦比亚工程研究人员使用IA教机器人对人类手势做出反应。如果你对他微笑，他对你微笑，如果你生气，他就生气。

EVA可以表达六种基本情绪：愤怒、厌恶、恐惧、喜悦、悲伤和惊讶，以及一系列更加微妙的情绪，使用人工的“肌肉”(即电缆和引擎)在EVA的表面拉出特定的点，模仿42多块附着在人体面部不同部位的微小肌肉的运动。

虽然我们的面部表情在建立信心方面起着非常重要的作用，但大多数机器人仍然表现出专业扑克玩家的表情不表达和静态的表情。

随着机器人在需要与人类密切合作的地方越来越多地使用，从养老院到仓库和工厂，人们越来越迫切需要一种更容易接受、更逼真的机器人。

哥伦比亚工程创意机器实验室(Columbia Engineering‘s CreativeMachines Lab)的研究人员长期以来对机器人与人之间的互动感兴趣。五年来，他们一直致力于开发EVA。EVA是一种新的自主机器人，拥有一张甜美而富有表现力的脸，这项研究将在2021年5月30日的ICRA会议上发表，机器人的计划是在硬件上开源。

表现力极强的机器人

“EVA的概念是几年前提出的，当时我和我的学生们开始意识到，我们实验室里的机器人通过塑料跳跃眼向后看，”创新詹姆斯教授和萨利·斯卡帕(机械工程)教授兼创意机器实验室主任霍德·利普森解释说，“EVA的想法是几年前出现的，”创新詹姆斯教授和萨利·斯卡帕(机械工程)教授、创造性机器实验室主任霍德·利普森解释说。

利普森在杂货店也观察到了类似的趋势，在那里他发现替换的机器人戴着他的名字的徽章，在其中一个案例中，他穿着一顶舒适的手工编织的帽子。他说：“人们似乎把目光放在机器人的同事身上，让他们的身份或名字变得人性化。”“这让我们怀疑，如果眼睛和衣服都能用的话，为什么不让机器人拥有一张表现力强、能接受人的脸呢？”

尽管看起来很简单，但创造一张令人信服的机器人面孔对专家来说是一项艰巨的挑战。几十年来，机器人的身体部分一直是由硬金属或塑料制成的，这些材料太硬，无法像人体组织那样流动和移动。机器人硬件也同样粗糙和难以工作：电路、传感器和引擎都很重，耗能大，体积大。



该项目的第一阶段开始于几年前在利普森的实验室，当时大学生ZanwarFaraj带领一个学生团队建造了机器人的物理“机器”。

Faraj说：“制造VAS的最大挑战是设计一种足够适合人类颅骨的系统，同时，它的功能足以产生广泛的面部表情。”

为了克服这一挑战，该团队严重依赖3D打印来制造形状复杂的零件，这些零件将顺利而有效地集成到EVA头骨中。经过数周的努力，让EVA微笑，皱眉，或心烦意乱，研究小组意识到EVA的蓝色和无形的脸会引起他们的实验室伙伴的情绪反应。“有一天，当EVA给我一个友好的微笑时，我正在处理我的业务，”利普森回忆道。“我知道这完全是机械的，但我发现自己反反复复。”

虽然真正的动画片机器人已经在主题公园和电影制片厂使用多年了，李普森的团队还是取得了两项技术进步。伊娃利用深入学习的人工智能“阅读”，然后反映周围人类的表情。EVA模仿各种不同的人类面部表情的能力是通过试错从观看自己的视频中学到的。

人类最难实现自动化的活动是在复杂的社会环境中发生的非重复性的身体运动。李普森的博士生陈博远(音译)领导了这个项目的软件阶段。他很快意识到，EVA的面部动作太复杂了，不可能由一套预先定义的规则来管理。

机器人报以微笑

为了教EVA看自己的脸，陈和他的团队记录了几个小时的EVA图像，制作了一系列随机的面孔。然后，就像一个人在变焦中看到自己一样，EVA的内部神经网络学会了将肌肉的运动与自己面部的视频序列相匹配。

现在伊娃对自己的脸是如何工作的有了一个原始的概念(也就是所谓的“自我形象”)，于是她用第二个网络将自己的自我图像与摄像机捕捉到的人脸图像相匹配。经过几次改进和迭代后，EVA获得了从摄像机中读取人类面部表情的能力，并通过反射该人的面部表情来做出反应。

研究人员指出，VAS是一个实验室实验，仅仅模仿并不是人类通过面部表情进行交流的复杂形式。但这些技术总有一天会在现实世界中得到有益的应用。例如，能够对多种人体语言作出反应的机器人将在工作场所、医院、学校和家庭中发挥作用。

李普森说：“人类与基于云的聊天机器人或智能家庭扬声器进行情感互动的能力是有限的。”

陈补充道：“机器人在我们的生活中越来越紧密地交织在一起，因此建立人与机器之间的信任变得越来越重要。”