La ciencia-ficción de hace pocos años en robótica ya es una realidad: en Japón han diseñado robots que tienen la peculiaridad de imitar gestos emocionales como hacemos las personas. Y lo han logrado tras analizar minuciosamente los detalles mecánicos de las expresiones faciales humanas reales para acercar esas historias a la realidad.
En esta ocasión, investigadores de la Universidad japonesa de Osaka eligieron Mechanical Engineering Journal para difundir su estudio de análisis estadístico.
Utilizaron 125 marcadores de seguimiento, acoplados en el rostro de una persona, para examinar de cerca un total de 44 acciones faciales de un hombre adulto japonés, en función de los desplazamientos tridimensionales de esos marcadores de seguimiento. “Investigamos cuánto se estira y se comprime la superficie de la piel facial en cada región facial, en función de las tensiones del área evaluadas producidas por cada acción facial. Luego, visualizamos las distribuciones de tensión y la ondulación de la superficie para analizar la complejidad de las deformaciones en un rostro”, destacan los autores.
Los resultados demuestran que las tensiones superficiales positivas y negativas se entremezclan en un rostro, incluso en acciones faciales simples, lo que refleja potencialmente la estructura facial compleja debajo de las capas de piel facial, donde varios tejidos con diferentes propiedades materiales, por ejemplo, tejidos adiposos y ligamentos de retención, se distribuyen de manera heterogénea.
Estos resultados aportan valor a los diseñadores de caras artificiales “como objetivo de diseño y evidencia para considerar la estructura efectiva de la piel y las ubicaciones de los actuadores para caras artificiales”, destacan en el estudio.
Es bien sabido que cada expresión facial se acompaña de una variedad de deformaciones locales, a medida que los músculos se estiran y comprimen la piel. Incluso los movimientos más simples pueden resultar sorprendentemente complejos.
Gestos faciales sutiles
En este sentido, los autores de este hito explican que “nuestros rostros contienen una colección de diferentes tejidos debajo de la piel, desde fibras musculares hasta tejido adiposo, todos trabajando en conjunto para transmitir cómo nos sentimos, desde una gran sonrisa hasta una ligera elevación de la comisura de la boca. Este nivel de detalle es lo que hace que los gestos faciales sean tan sutiles y matizados, lo que, a su vez, hace que sea difícil replicarlos artificialmente. Hasta ahora, esto se ha basado en mediciones mucho más simples de la forma general de la cara y el movimiento de puntos elegidos en la piel antes y después de los movimientos”.
“Nuestras caras nos resultan tan familiares que no notamos los detalles finos”, asegura Hisashi Ishihara, autor principal del estudio. “Pero desde una perspectiva de ingeniería -añade-, son dispositivos de visualización de información sorprendentes. Al observar las expresiones faciales de las personas, podemos saber cuándo una sonrisa esconde tristeza o si alguien se siente cansado o nervioso”.
Este trabajo también tiene aplicaciones más allá de la robótica, por ejemplo, el reconocimiento facial mejorado o los diagnósticos médicos, que se basan en la intuición del clínico para detectar posibles anomalías en el movimiento facial.
Hasta ahora, este estudio sólo ha examinado el rostro de una persona, pero los investigadores esperan utilizar su trabajo como punto de partida para obtener una comprensión más completa de los movimientos faciales humanos.
Además de ayudar a los robots a reconocer y transmitir emociones, esta investigación también podría ayudar a mejorar los movimientos faciales en los gráficos por ordenador, como los que se utilizan en películas y videojuegos, ayudando a evitar el temido efecto del valle inquietante.
