Bilim kurgu filmleri gerçeğe mi dönüşüyor? İnsan duygularını anlayabilen robotların ortaya çıkması ne anlama geliyor?
Yakın geçmişe kadar yalnızca bilim kurgu filmlerinin yarattığı evrenlerde gördüğümüz robotlar, bugün günlük yaşamımızın bir parçası haline gelmiş durumda.
Başlangıçta mekanizasyon yoluyla hayatımıza giren robotik sistemler, ağırlıklı olarak fabrikalardaki üretim süreçlerinde ve otomotiv üretimi gibi endüstrilerde kullanılıyordu. Ancak yapay zekanın ortaya çıkışıyla, bu sistemlerin insan benzeri özelliklerle donatıldığını görmeye başladık. Bu niteliklerin başında ise insanlar gibi düşünebilme ve neden-sonuç ilişkisi kurabilme yeteneği geliyor.
Son yıllarda yapılan çalışmalar, bu teknolojiyi çok daha ileri bir seviyeye taşıdı. Teknolojideki ilerlemeler, robotik alanındaki gelişmelere büyük bir ivme kazandırmıştır, özellikle insansı (humanoid) robotlar konusunda. İnsanlara benzeyecek ve onlar gibi davranacak şekilde tasarlanan bu robotlar, eğitimden eğlenceye kadar insan-robot (human-computer interaction) etkileşiminin birçok alanında kullanılmaktadır.
Robotlar için duygusal zekânın geliştirilmesi, onların insan duygularını algılayabilme, akıl yürütebilme ve bunlara tepki verebilme yeteneklerini kazanmalarını sağlayan oldukça önemli bir adımdır.
Robotlar artık mikrofonlar ve kameralar gibi entegre araçlar sayesinde insan duygularını eşzamanlı olarak algılayabiliyor ve inceleyebiliyor. Bu yetenek, sezgisel iletişimi mümkün kılıyor ve robotların sosyal ortamlardaki kullanımını genişletiyor.
“Multi-face emotion detection for effective Human-Robot Interaction” isimli çalışmada araştırmacılar yüz ifadelerinden duygu tanıma (facial emotion recognition) sistemi içeren mobil humanoid robot Tiago++’yu tanıttı. Bu arayüz, birden fazla kişinin duygularını eşzamanlı olarak gösterebiliyor. Çalışma, insan-robot etkileşiminde duygu tanıma teknolojilerinin geldiği noktayı ortaya koyarken, geçmişte yapılan araştırmalar da bu alandaki gelişmelere önemli katkılar sağlamıştır.
Geçmişte yapılan araştırmalarda şu sonuçlara ulaşıldı:
- Zhao ve ark. (2020), belirli veri setlerini kullanarak tanımlanan duygulara yanıt verebilen bir robot geliştirdi; ancak bu araştırmada robotun nasıl oluşturulduğuna dair detay verilmemiştir.
- Benzer şekilde, Dwijayanti ve ark. (2022), hem duyguları tanıyabilen hem de kendisi ile kişi arasındaki mesafeyi hesaplayabilen bir robot tasarladı; fakat bu robotun hareket kabiliyeti oldukça kısıtlıydı.
- Spezialetti ve ark. (2020) ise robotlarda duygu tanıma üzerine yapılan araştırmaları inceledi, ancak bu çalışma güncel derin öğrenme yöntemlerini içermiyordu.
Ek olarak yapılan incelemelerde, daha az hesaplama gücü gerektiren, daha doğru ve basit modellerin geliştirildiği ortaya konuldu. Ancak, bu sistemlerin oldukça büyük ölçekli olmaları ve geniş bellek kapasitesi gerektirmeleri, küçük robotlarda kullanımlarını sınırlandırıyor.
Araştırmacılar yüz ifadelerinden duygu tanıma sistemlerinin pratikte nasıl çalıştığını inceleyerek, bu sistemlerin işleyiş mekanizmalarını da detaylandırdı.
Duygusal Arayüz Nasıl Çalışır?
Etkili bir duygu algılama sistemi üç ana bileşen iceriyor:
1. Yüz tanıma: “Haar Cascades” adlı bir makine öğrenimi tekniği, eğitilmiş bir model kullanarak görüntüdeki piksel yoğunluğunu analiz eder. Bu yöntem, “cascade of classifiers” adı verilen bir yaklaşımla yüz dışındaki bölgeleri eleyerek tanıma doğruluğunu artırır.
2. Duygu tanıma: Yüz tanıma işlemi gerçekleştirildikten sonra, FER2013 veri seti üzerinde özel olarak eğitilmiş derin öğrenme algoritmaları duyguları analiz eder. Bu algoritmalar, yüz özelliklerini kullanarak duyguları nötr, öfke, küçümseme, korku, mutluluk, üzüntü ve şaşkınlık olmak üzere yedi farklı kategoriye ayırır.
3. Kullanıcı dostu grafik arayüz: Sistem, kameradan canlı video kaydeder, Haar Cascade sınıflandırıcısı kullanarak yüzleri tanır ve ardından duyguları tanımlamak için görüntüleri analiz eder. Bu arayüz, kullanıcıya anında geri bildirim sağlamak amacıyla tespit edilen duyguları gösterir.
Humanoid Robot: Tiago++
Duygu tanıma sistemi, Tiago++ humanoid robotuna entegre edildi ve robotun duyguları gerçek zamanlı olarak tanıyıp tepki vermesi sağlandı. Robotun kamerası, “Robot Operating System” (ROS) adlı bir yazılım platformu üzerinden sisteme bağlandı. Kamera canlı görüntüler kaydettiğinde, “MediaPipeRos” adlı program görüntülerdeki yüzleri tespit etti. Robot, yüzleri daha iyi görebilmek için başını sağa, sola, yukarı veya aşağı doğru hareket ettirebiliyordu.
Yüzleri taradıktan sonra, robot gözlemlediği yüzlerden bireylerin mutluluk, üzüntü gibi duygularını analiz etti. Tespit edilen duygular, bir arayüz aracılığıyla ekranda görüntülendi. Robot, algıladığı duygulara tepki olarak vücudunu hafifçe hareket ettirerek daha gerçekçi ve etkileşimli bir deneyim sunuyordu.
Tiago++’ın performansını sağlamak amacıyla kapsamlı testler yapıldı. Araştırmacılar, sınırlı donanım üzerinde yüksek verimlilik sağladığı için EfficientNetV2-B0 modelini tercih etti. Testler, tek bir kişinin duygularını tanımanın yanı sıra iki kişinin duygularını aynı anda tanıma senaryolarını içeriyordu. Her iki senaryoda da Tiago++ etkili bir performans sergileyerek, insan-robot iletişimindeki yeteneklerini kanıtladı.
Sonuç olarak, Tiago++, duygusal zekânın humanoid robotlara entegrasyonu alanında önemli bir adımı temsil ediyor. Sağlık hizmetlerinden eğitime kadar pek çok alanda büyük bir potansiyele sahip.Gelişmiş teknoloji ve sezgisel etkileşimi bir araya getiren Tiago++, robotların insan hayatını anlamlı bağlantılar kurarak iyileştirebileceği bir geleceğin kapılarını aralıyor.
