《碟中谍》照进现实！可怎样知道一家公司好不好穿戴变脸面具和"人机脸"双问世
你是否还对人形机器人的春晚舞姿念念不忘？当时，除了回忆人形机器人的来时路，观众们还发现了一个盲点：为何它们都是无脸人士？ 最近，双喜临门的浙江大学机械工程学院邹俊
你是否还对人形机器人的春晚舞姿念念不忘？当时，除了回忆人形机器人的“来时路”，观众们还发现了一个“盲点”：为何它们都是“无脸人士”？
最近，“双喜临门”的浙江大学机械工程学院邹俊课题组或将填补这一空缺。他们研发出一种可穿戴的变脸面具，人皮般轻薄的面具可以变8种脸型。此外，他们还为机器人量身定制了一款动态变脸面具。两者均在近期向社会展出。
电影《碟中谍3》中的面具。图源：豆瓣电影
而这似乎有弦外之音。还记得《碟中谍》中使用易容术的特工们一把扯下人皮面具的场景吗？又或是《银翼杀手》中瞬间变幻造型的乔伊吗？还有《终结者》里迅速变形的液态机器人t1000？也许，这些场景都将照进现实。
01
一张“画皮”，让易容不再是梦
戴上面具，通过人脸识别系统；面具变脸，以另一人物身份被验证通过；再变脸，又被识别成第3个人验证通过……如此超现实的一幕出现在浙江大学百人计划研究员唐威展示的试验视频中。研究人员佩戴新研发的可穿戴变脸面具通过了人脸识别系统，在短短几分钟内，其又通过变换4副面孔的面具，以4种不同身份顺利完成身份核验。
在另一个视频中，面具在眨眼间从黝黑变成了肤色。它的设计也较为轻薄，1厘米左右的厚度，贴近真实的面部皮肤厚度。这款能够变色又变形的面具，在世界上位列前沿。
变色变形的魔法，有何门道？
“面具主要有两层：变色层和变形层。我们将不同变色颗粒嵌入面具的表层，通过调节面具表层温度，实现面具变化多种肤色的。变形则和面具内置入的众多腔体有关，只要调节腔体中的气体多少，就能改变面部的轮廓形状。”唐威解释说。
一张面具，承载两种原理——这似乎有些繁复。课题组灵机一动，将二者合并，研发了一套由可编程化学反应驱动的便携装置。
“NH？·H？O → NH？↑ + H？O，这是氨水加热后产生氨气的化学反应。我们利用这一化学反应，升温或降温，以产生或吸收气体，让面具的‘面部肌肉’自由变换形态。”唐威介绍，这样一来，只要调整温度，就能实现静音、安全、可编程化的变脸。
从2019年设想产生，到2025年成果发布，小小一张“画皮”，花费了课题组5年研发时间。不免让人好奇，研究到底难在哪？
“最初的难点是让面具像‘人脸’。”邹俊笑着说，最初的几代面具，面部系统都无法识别出它是“人”。
唐威补充道，不是让面具的初始形态像人难实现，而是变脸之后，面具想再次变成像人的形态有些棘手。此外，每张脸之间的样子又需各不相同，这又给研究难上添难。记者注意到，该研究的分析图示中，留存着一些面具变形过程中的怪异模样。它们似乎呼应着课题组那些受挫的瞬间。
柔性面具用于人形机器人的表情调控及人的面部伪装。图源：浙江大学机械工程学院公众号
既然面具变化的形态难以预料，不如就预制“人脸”！课题组凭借开源网站信息夺回了科学家的主体性。他们先在线上数字模拟人脸，设计准确又好看的面具形态，并制作了近十种面具样机，最后再着手实操。
当然，面具安全性，早已被科学家们纳入考量。他们将面具内部温度控制在室温附近，在人脸边缘位置设置薄膜，将导线进行隔热、绝缘处理。
这份变脸面具的未来将成为“碧海蓝天”——2028年左右，我们有希望见到商业化产品。它们可能会走进荧屏，化身虚拟角色演员或倒膜工具，又或成为医疗助手，为面部损伤患者提供临时伪装面具，辅助心理康复。
02
机器人也能提供情绪价值
“做个惊讶的表情！”在浙大紫金港校区实验室，随着邹俊教授一声令下，面前的机器人瞬间嘴巴微张，瞪大眼睛。这是课题组研发的第四代交互式人形机器人。眨眼、皱眉、微笑、张嘴……依托课题组2022年开发的人形机器人表情系统“ZJ-Face”，它能通过这些动作，来表达喜、怒、哀、乐等多种人类的情绪。“目前，市面上的人形机器人是无脸的，有脸的多数缺乏对话功能。我们的机器人既有表情，又能对话。”团队将人形机器人接入AI，又依托3D打印技术为其制作“人脸”，让它既能微表情不断，又能和人聊天，甚至有望为使用者提供情绪价值。
交互式人形机器人。图源：浙江大学机械工程学院公众号
与可穿戴变脸面具相似，这款人机脸也迭代了5、6个版本。最后的版本，由课题组特邀中国美术学院专家前来设计外形，精致漂亮的动漫人机脸就这样诞生了。
“其实，对机器人脸的研究早已有之，但近20年人工智能进展缓慢，让该研究推进受阻。”唐威指出，近两年一日千丈的人工智能成为他们撬动这项研究的杠杆。
而我们幼时为娃娃挑选服装、发色、声音的换装游戏，也将出现在这款人机身上。日后，人机可能会有个性化的外貌、音色、皮肤、年龄……课题组正在结合人工智能、大模型技术，抵达变脸面具“72变”。
“值得一提的是，未来，机器人的面部年龄形态也许能在老少中青之间随意切换。这将成为老年人的福音。”课题组介绍，这款机器人拟应用于养老服务领域，成为老年人等使用者的居家好伴。随着技术的优化，独居老人将可以随心设置人机形象，让思念消弭距离。
柔性面具的制造过程。图源：浙江大学公众号
凭借一个星期一张“脸”的制作速度，人机脸距实现产业化，也不再遥远。“去年年底，我们依托浙江大学高端装备研究院，成立了杭州慧相科技有限公司。商业化产品，很快就能问世了。”唐威展望称，目前的人机脸还在进化迭代，团队期望可穿戴面具和人形机器人的直接结合。“机器人直接佩戴轻薄的面具，就能减缓现有机器人头部因填满驱动机构而笨重的弊端，大幅提升灵活性。”
03
机器人脸，应该像人吗？
机器人脸的发明，让人想起前不久席卷网络的日本智能机器人lovot。视频中，这款有着卡通形象的家庭陪伴型机器人向拍摄者滑动，被抚摸后还会发出“嘤嘤”的可爱音效。最令人难忘的是它浑圆的脑袋上，圆溜溜的大眼睛一眨一眨的，像一只小猫。视频评论区中不乏这样的声音：“人工智能就应该这么发展才对，机器人就该是这种萌萌的样子，真的不懂为什么有人执着于把机器人做得很像人。”
还有人在英国 Engineered Arts 公司开发的人形机器人Ameca转动眼球侃侃而谈的视频下表达恐惧：有点害怕，感受到了恐怖谷效应。
而在科幻题材的文学、影视作品里，机器人也从未停止向人类靠近的脚步。《克拉拉与太阳》中机器人克拉拉被要求替代生病的乔西，模仿着乔西的一举一动。面对病重奄奄一息的乔西，克拉拉甚至萌生愿为之牺牲的悲悯。《机械姬》里换上连衣裙款款走出的艾娃令男主为之倾倒，这部影片也像是一种担忧的投射：当机器人真假难辨，虚实边界上逡巡的人类，终于带着爱欲将手伸向非生命体。
电影《机械姬》剧照。图源：豆瓣电影
机器人脸，该不该像人？或者换句话，机器人应该像人吗？这个问题，社会各界向来众说纷纭。
“我们倾向于机器人可以像人，特别是服务类机器人，会因像人而让使用者觉得亲切。”课题组显然已经用他们的行动呈现了这一回答。
其实，在早期对人机脸的无数次失败的调试中，团队也曾深受恐怖谷效应的滋扰。但屡试屡验后，他们“悟了”。
当智能体接近人类却未达逼真状态时，恐怖谷效应就会出现。但正所谓十步之内必有解药，这一难题有两个相反的破解之道。“核心办法就是要么让机器人彻底非人，要么让它特别像人。前者可以卡通化处理人机脸，如装饰经典IP哪吒的萌系造型，用夸张比例弱化类人特征；后者即仿真增强方案——借助生物材料与动态捕捉技术打造以假乱真面容。”唐威解释说，当前的系列产品选择后者作为核心设计语言，通过风格化面部建模构建温暖而不失科技感的人机交互界面，在规避认知不适的同时塑造独特的品牌美学基因。
团队研发的人机脸，现已“接单”杭州中国伞博物馆。4月中旬左右，观众前往博物馆就能和上岗的“新白娘子”机器人讲解员互动，享受趣味横生的交互式体验。
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