В Пермском Политехе нашли способ научить роботов говорить более эмоционально
Сегодня в области искусственного интеллекта достаточно актуальны вопросы распознавания эмоций и эмоционального изменения голоса. В частности, эти технологии можно использовать в робототехнике, человеко-машинном взаимодействии, для голосового обучения, а также для определения физического состояния водителей. Ученые из Пермского Политеха предложили способ, который позволит роботам «считывать» эмоции людей и воспроизводить их в собственной речи. С помощью изменения интонации и ритма ученые создали эмоциональный голос.
Результаты исследования они представили в журнале 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). Эмоции — это особый вид психических процессов, которые выражают то, что человек думает о своих отношениях с окружающей средой и самим собой. Способность испытывать их развивалась в процессе эволюции живых существ, помогая им более успешно адаптироваться к условиям жизни.
Несмотря на то, что люди выражают чувства по-разному, есть универсальные эмоции, которые понятны для представителей различных культур. Но одна из проблем распознавания эмоций и синтеза речи состоит в том, что нет их точной формализации: люди могут интерпретировать чувства других неоднозначно и нечетко.
«В последнее время появилось много способов распознавания эмоций, в том числе с помощью искусственных нейронных сетей. Но научить робота воспроизводить эмоциональную речь все еще достаточно сложно. Это многоэтапный процесс, который включает анализ человеческой речи и обнаружение эмоций во всех фразах, а затем синтез речи робота с необходимыми эмоциями.
Каждый из этих шагов отличается высокой степенью неопределенности. Чтобы научить робота человеческому тону, тембру и эмоциям, мы предложили использовать прямое обучение по аналогии», – рассказывает один из разработчиков, магистрант кафедры «Автоматика и телемеханика» электротехнического факультета Пермского Политеха Ян Якубчик.
Разработчики обнаружили эмоциональный интонационный паттерн в речи и воссоздали его по той же фразе, произнесенной другим голосом. Из-за различий в говорении и эмоциях разных людей существует разница в скорости и ритме речи. По словам ученых, необходимо найти повторяющиеся звуки во фразах и сопоставить их, чтобы верно изменить высоту тона и ритм речи робота. Чтобы найти оптимальное соответствие между временными рядами, представляющими звуки, они использовали технику динамического преобразования времени.
Для оценки работы метода ученые провели эксперимент. С помощью студентов Пермского института культуры они записали восемь голосовых форматов эмоций и первый голос в спокойном тоне. Далее были разработаны матмодели эмоций голоса с помощью двух методов: наименьших квадратов и кепстральных коэффициентов. Таким образом удалось синтезировать измененные голоса.
«Чтобы добавить эмоции к полученному голосу робота, мы использовали третий метод – прямое обучение. Неэмоциональная фраза корректируется с помощью матмодели эмоций. Метод позволяет изменять интонацию фразы, оставляя текст прежним», — поясняет научный руководитель разработчика, доцент кафедры автоматики и телемеханики Пермского Политеха, кандидат технических наук Юрий Липин.
Алгоритм позволил создать несколько фраз, которые звучали достаточно естественно. В дальнейших планах разработчиков – создание языковой модели для распознавания и воссоздания эмоций, так как изменение речи в зависимости от эмоций во многом зависит от языка.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Физтехи предложили аналитический способ описания передачи энергии от ультракороткого лазерного импульса к квантовому осциллятору, находящемуся в тепловом равновесии. Эта модель показывает, как сверхкороткие вспышки света возбуждают микроскопические системы — молекулы, кристаллы, плазмоны, фотоны и электронные центры в веществе. Это важно для разработки методов сверхбыстрого управления веществом, генерации терагерцового излучения и подбора оптимальных параметров лазерных импульсов для возбуждения заданных состояний материала.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно