苏格兰大学创新 AZRA 系统:以增强现实技术激活老旧机器宠物,开启人机交互
2025-08-21 10:53
来源:苏格兰大学
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苏格兰大学研究人员取得重大突破,开发出一种创新方法,利用增强现实技术为过时的机器宠物和玩具赋予全新活力。其研发的名为“增强动物形态机器人情感”(AZRA)的软件系统原型,可将丰富虚拟行为叠加于市售机器宠物和玩具之上,这些产品通常设计成动物模样并模仿其动作。

当前“动物形态”机器人交互选项有限,AZRA 系统旨在解决这一弊端。未来,基于该系统的技术有望让老式机器宠物甚至非互动性玩具,如毛绒娃娃,提供更接近真实动物伙伴的体验。对于因健康、成本或租赁物业限制等无法饲养真实动物的人群,AZRA 提供的丰富体验能带来更多类似宠物的感受。

当用户佩戴 Meta 的 Quest 耳机等增强现实设备使用 AZRA 系统时,虚拟面部表情、光线、声音和思维泡泡等复杂叠加层会投射到玩具表面及周围环境。该系统技术基于对真实动物行为的研究,能复杂模拟情绪,赋予机器人难以预测的情绪波动,使其受主人触摸或声音影响,看起来更加“鲜活”。眼神接触检测和空间感知功能让机器人知晓主人何时注视,触觉检测功能使其能对抚摸做出反应,甚至会因抚摸方向不合心意而抗议。它还能在被忽视时请求关注,在主人忙碌时平静放松。

此外,AZRA 系统可调整增强型宠物的行为,以适应主人的个性和喜好。若主人精力充沛、爱玩闹,机器人会变得更兴奋;在安静家庭中,则会更放松、适合沉思。研究团队表示,该研究有助于降低机器宠物和玩具在主人厌倦后被丢弃的可能性,减少电子垃圾。

AZRA 的开发成果将于 8 月 26 日在荷兰举行的第 34 届 IEEE 机器人与人机交互通信国际会议 (RO-MAN 2025) 上以论文形式发表。格拉斯哥大学计算机科学学院的肖恩·麦克唐纳博士是论文主要作者,并领导了 AZRA 的开发。麦克唐纳博士称,自己收到一只功能简单的小型机器宠物后,因很快失去兴趣,且意识到过去 25 年类人机器人发展缓慢,从而萌生开发该系统的想法。他希望利用增强现实技术,为玩具叠加更复杂行为和交互,赋予老旧机器人和宠物新生命,减少废弃设备碳足迹。

在系统开发中,麦克唐纳博士以现成的动物形宠物 Petit Qoobo 为基础平台叠加增强现实元素,并在先前对狗的情感需求研究指导下,开发了“动物形态机器人情感与自主思维架构”(ZAMA),为 AZRA 系统提供人工情感智能,使其能模拟多种情绪状态并随环境变化。该系统并非简单刺激 - 反应模式,而是根据九种性格特征组合为增强现实宠物提供持续性情,模拟人们对触摸、休息、食物和社交的需求,当需求未满足时会主动寻求互动。

目前,研究人员已开始探索该技术未来潜力,开展参与式研究,让志愿者与机器人互动并实时调整其情绪参数。麦克唐纳博士表示,AZRA 系统改变了机器人交互模式,使其从自己几乎完全选择交互的设备,变为可参与互动的设备。随着 AR 眼镜日益主流,该系统有望成为为现有机器人注入新活力的方式,无需完全替换它们。

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