Como os rostos humanos podem ensinar os andróides a sorrir

Robôs capazes de exibir emoções humanas são há muito tempo um dos pilares das histórias de ficção científica. Agora, pesquisadores japoneses têm estudado os detalhes mecânicos das expressões faciais humanas reais para aproximar essas histórias da realidade.

Num estudo publicado no Revista de Engenharia Mecânica, uma equipe de pesquisa multiinstitucional liderada pela Universidade de Osaka começou a mapear as complexidades dos movimentos faciais humanos. Os pesquisadores usaram 125 marcadores de rastreamento fixados no rosto de uma pessoa para examinar de perto 44 ações faciais singulares e diferentes, como piscar ou levantar o canto da boca.

Cada expressão facial apresenta uma variedade de deformações locais à medida que os músculos se esticam e comprimem a pele. Mesmo os movimentos mais simples podem ser surpreendentemente complexos. Nossos rostos contêm uma coleção de diferentes tecidos abaixo da pele, desde fibras musculares até gordura adiposa, todos trabalhando em conjunto para transmitir como estamos nos sentindo. Isso inclui tudo, desde um grande sorriso até um leve levantamento do canto da boca. Esse nível de detalhe é o que torna as expressões faciais tão sutis e matizadas, tornando-as difíceis de replicar artificialmente.

Até agora, isto dependia de medições muito mais simples, do formato geral do rosto e do movimento de pontos escolhidos na pele antes e depois dos movimentos.

“Nossos rostos são tão familiares para nós que não percebemos os pequenos detalhes”, explica Hisashi Ishihara, principal autor do estudo. “Mas do ponto de vista da engenharia, eles são dispositivos incríveis de exibição de informações. Observando as expressões faciais das pessoas, podemos dizer quando um sorriso esconde tristeza ou se alguém está cansado ou nervoso.”

As informações coletadas por este estudo podem ajudar pesquisadores que trabalham com rostos artificiais, tanto criados digitalmente em telas quanto, em última análise, com rostos físicos de robôs andróides. Medições precisas de rostos humanos, para compreender todas as tensões e compressões na estrutura facial, permitirão que essas expressões artificiais pareçam mais precisas e naturais.

“A estrutura facial abaixo da nossa pele é complexa”, diz Akihiro Nakatani, autor sênior. “A análise da deformação neste estudo poderia explicar como expressões sofisticadas, que compreendem pele esticada e comprimida, podem resultar de ações faciais enganosamente simples”.

Este trabalho também tem aplicações além da robótica, por exemplo, melhor reconhecimento facial ou diagnósticos médicos, este último que atualmente depende da intuição do médico para perceber anormalidades nos movimentos faciais.

Até agora, este estudo examinou apenas o rosto de uma pessoa, mas os investigadores esperam usar o seu trabalho como ponto de partida para obter uma compreensão mais completa dos movimentos faciais humanos. Além de ajudar os robôs a reconhecer e transmitir emoções, esta investigação também poderá ajudar a melhorar os movimentos faciais em computação gráfica, como os usados ​​em filmes e videojogos, ajudando a evitar o temido efeito de “vale misterioso”.