El desarrollo de robots humanoides capaces de expresar emociones representa uno de los desafíos más fascinantes en el campo de la robótica y la inteligencia artificial. Este reto ha sido abordado por Marcos Ariel Leiva Vasconcellos, egresado de la Maestría en Ciencias de la Computación (FCC) de la BUAP, en su investigación titulada “Imitación de expresiones faciales humanas en un robot humanoide”. Dicho trabajo le valió el Premio a la Mejor Tesis de Posgrado 2024 en la categoría de Ingeniería y Tecnología, otorgado por la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado de la BUAP.
La Intersección entre Robótica e Inteligencia Artificial
La investigación de Leiva Vasconcellos se centra en dotar a los robots humanoides de la capacidad de imitar expresiones faciales humanas, un avance crucial para lograr interacciones más fluidas y naturales entre humanos y máquinas. Según el investigador, para que esta interacción sea efectiva, los robots no solo deben comprender y generar lenguaje verbal, sino también expresar emociones a través de sus rostros.
Metodología Innovadora para la Expresión Facial
El objetivo principal de la tesis fue desarrollar una metodología que permitiera a un robot humanoide reflejar de manera precisa y natural las expresiones faciales humanas. Para lograrlo, Leiva Vasconcellos implementó un sistema basado en visión por computadora y aprendizaje automático, que analiza y replica los movimientos faciales en tiempo real.
El estudio utilizó el robot humanoide Arthur, que cuenta con 32 grados de libertad en su rostro, lo que le permite realizar una amplia gama de movimientos faciales. La clave del sistema radica en la biblioteca MediaPipe Face Mesh, que detecta 468 puntos faciales en el rostro humano, de los cuales 27 se utilizaron para crear una “malla emocional”. Esta malla representa las emociones humanas mediante vectores formados por los ángulos de las aristas entre los puntos faciales.
Algoritmos de Aprendizaje Automático y Resultados
Para la clasificación y reconocimiento de las expresiones faciales, se evaluaron tres algoritmos de aprendizaje automático: K-Nearest Neighbors (KNN), Support Vector Machines (SVM) y Random Forest. Estos modelos fueron entrenados con la base de datos Cohn-Kanade (CK+), que incluye imágenes faciales etiquetadas.
Los resultados mostraron que el algoritmo KNN fue el más eficaz, con una precisión del 85% en la clasificación de expresiones faciales. El sistema logró replicar con éxito emociones básicas como alegría, tristeza y sorpresa. Sin embargo, se identificaron limitaciones en la imitación de expresiones más complejas o mixtas, lo que abre oportunidades para futuras investigaciones.
Te puede interesar: Estudiantes de la BUAP en paro niegan acceso a
deportistas a CU pese a solicitud
Impacto y Futuras Aplicaciones
La tesis, dirigida por el Dr. David Pinto Avendaño, titular de la Dirección de Innovación y Transferencia de Conocimiento (DITco), concluye que la metodología propuesta es un avance significativo hacia la creación de robots humanoides más expresivos y capaces de interactuar de manera natural con los seres humanos. Aunque el sistema es funcional y logra imitar la mayoría de las expresiones faciales, se reconocen áreas de mejora, como la clasificación de emociones complejas y la integración de factores contextuales y culturales.
Trayectoria del Investigador
Marcos Ariel Leiva Vasconcellos cuenta con más de 10 años de experiencia en áreas como aprendizaje automático, visión por computadora, procesamiento del lenguaje natural y computación blanda. Además, ha publicado trabajos científicos en procesamiento de imágenes y análisis de opiniones, consolidándose como un referente en el campo de la inteligencia artificial y la robótica.
Reconocimiento y Proyección Futura
El Premio a la Mejor Tesis de Posgrado 2024 otorgado por la BUAP destaca la importancia de investigaciones que combinan tecnología e innovación para transformar la realidad. El trabajo de Leiva Vasconcellos no solo sienta las bases para futuras investigaciones en interacción humano-robot, sino que también abre nuevas posibilidades en el desarrollo de robots más intuitivos y expresivos.
Este avance representa un paso crucial hacia la creación de robots humanoides que puedan integrarse de manera más efectiva en entornos sociales, asistenciales y educativos, marcando un hito en la evolución de la robótica emocional.
Noticias Puebla: