Интеллектуальная генерация бионических форм продуктов через мультимодальную эмоцио-взвешенную количественную оценку

Почему дружелюбные роботы важны

Многие из нас начинают делить дома и рабочие места с говорящими колонками, чат‑ботами и простыми роботами. Однако эти продукты часто кажутся холодными или безликими, больше похожими на инструменты, чем на компаньонов. В этом исследовании изучается, как системно проектировать роботов, которые воспринимаются как более дружелюбные и эмоционально привлекательные, заимствовав визуальные подсказки у природы — в частности у известной своей дружелюбностью породы собак — и используя современные методы искусственного интеллекта, чтобы процесс оставался управляемым и опирался на реальные чувства пользователей.

Преобразование чувств в подсказки для дизайна

Вместо того чтобы просить дизайнеров полагаться только на интуицию, исследователи сначала измерили, как люди эмоционально реагируют на разные формы и изображения. Они сосредоточились на проблемном коммерческом роботе‑компаньоне и спросили пользователей, какой внешний вид они хотят видеть. Среди множества описательных слов «дружелюбный» оказался главным приоритетом. Чтобы понять, как именно выглядит «дружелюбность», участникам показали изображения популярных пород кошек и собак и попросили указать, какое животное лучше всего соответствует этому чувству. Ясным победителем стал самоед — пушистая белая собака с круглой мордой и «улыбчивым» выражением.

Чтение по глазам, лицам и голосам

Затем команда построила подробный эксперимент, который они назвали BI‑MEC, в рамках которого изучали реакции людей одновременно по трём уровням: куда перемещается взгляд, как меняется мимика и что говорят вслух. Участники просматривали изображения самоедов в разном возрасте, а трекер взгляда фиксировал, на какие части собаки они фокусируются. Одновременно специализированное программное обеспечение анализировало тонкие изменения в выражении лица и тембре голоса, оценивая эмоции — радость, спокойствие, интерес или скуку. Исследователи затем объединили эти сигналы с психологическим словарём эмоций, чтобы вычислить единый «эмоциональный балл» для каждой фотографии, показывающий, насколько сильно и положительно она на людей действует.

Свёртывание «дружелюбной собаки» в простые линии

Сравнивая эмоциональные баллы и тепловые карты трекинга взгляда, исследователи обнаружили одно изображение самоеда, которое явно выделялось как наиболее поднимающее настроение. Самыми «горячими» областями на карте были лицо — особенно глаза, рот, уши и окружающий мех — тогда как форма тела оказалась гораздо менее важной. Используя эту информацию, команда создала «стимульный график изображения»: сильно упрощённый контурный рисунок, сохранивший только эмоционально значимые черты, такие как крупные глаза, торчащие уши и язык, в пропорциях, воспринимаемых как дружелюбные. Последующий онлайн‑тест подтвердил, что большинство людей смогли правильно сопоставить этот упрощённый рисунок с самоедом среди множества фото собак, что свидетельствует о том, что ключовой сигнал «дружелюбной собаки» был уловлен.

Позволяя ИИ смешивать собак и роботов

Имея упрощённый рисунок самоеда и соответствующую линейную версию робота‑компаньона, исследователи обратились к системе ИИ под названием StyleGAN. Этот инструмент отлично обучается тому, как визуальные признаки можно плавно смешивать и трансформировать. Они обучили StyleGAN на расширенных наборах линейных изображений, вдохновлённых роботами и собаками, а затем использовали ползунок‑подобный контроль во внутреннем «латентном пространстве» системы, чтобы смешивать их. В отличие от другого метода ИИ, который они испытывали (CycleGAN), и который давал искажённые и непригодные формы, StyleGAN сгенерировал серию дизайнов, плавно переходящих от чисто собачьего к чисто роботическому, сохраняя при этом чёткие контуры и узнаваемые черты.

Более дружелюбные формы с измеримым эффектом

Из результатов StyleGAN команда выбрала два промежуточных варианта, которые выглядели одновременно явно роботизированными и заметно повлиянными дружелюбным обликом самоеда. Их преобразовали в отполированные 3D‑модели и сравнили с оригинальным дизайном продукта в пользовательских испытаниях. Люди оценивали все три варианта по дружелюбности, общей красоте и ощущению новизны. Лучший новый дизайн показал показатель дружелюбия примерно на 22,6% выше оригинала, а также получил более высокие оценки по эстетике и оригинальности. На практике это демонстрирует: тщательно измеренные человеческие эмоции, сведённые к простым визуальным подсказкам и затем усиленные ИИ, могут породить формы продуктов, которые людям кажутся ближе — без полагающихся только на догадки или моду.

Что это значит для повседневных изделий

Для непрофессионалов основной вывод в том, что «лицо», которое продукт показывает миру, больше не обязано рождаться исключительно из дизайнерской интуиции. Отслеживая, как реальные пользователи смотрят, реагируют и говорят, а затем подавая эти сигналы в продвинутые инструменты генерации изображений, компании могут создавать устройства — от роботов до бытовой техники — которые лучше соответствуют нашей потребности в тепле, безопасности и близости. Собако‑вдохновлённый робот‑компаньон в этом исследовании — лишь один пример более широкого сдвига: дизайнов, эмоционально настроенных на человеческие чувства и эффективно генерируемых с помощью ИИ.

Цитирование: Chen, X., Lin, L., Yang, M. et al. Intelligent generation of product bionic image forms via multimodal emotion-weighted quantification. Sci Rep 16, 6221 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37257-9

Ключевые слова: компаньон-роботы, дизайн, управляющийся эмоциями, продукты, вдохновлённые природой, формы, сгенерированные ИИ, ориентированный на пользователя дизайн