向呆萌软进化——《超能陆战队》之大白

图文: | 2016-07-01

导语: 说起机器人,你是不是会马上想到变形金刚、高达或是《星球大战》中的C-3PO?这些荧幕上的经典机器人角色在不知不觉中塑造了机器人在人们心中的形象:金属肢体,坚硬外壳,复杂的机械构件……虽然炫酷、霸气,但多少有些生人勿近的生硬和冰冷感。如今,热映的动画电影《超能陆战队》则给我们带来了一个迥然不同的机器人——Baymax。又呆又萌又软的它俘获了亿万观众的心,也改变了人们对机器人的印象。

机器“暖男”:大白

柔软光滑的外壳、胖嘟嘟的手掌、圆滚滚的大肚子、软绵绵的小粗腿、没有表情却似乎永远散发着天真懵懂气息的圆脸、企鹅般一摇一摆的步态、有弹性会漏气的“皮肤”……《超能陆战队》的大白将呆萌气质诠释到极致。再加上能够随时随地监测你的健康状况,提供医疗诊断、日常护理、心理咨询等全面的身心健康医疗服务,大白简直就是暖男中的暖男、人类完美的小伙伴!

那么,这个成功的呆萌形象是迪士尼无心之举的意外收获吗?当然不是。大白的外形、表情、动作都经过精心设计,设计中遵循着对“萌”的科学认知。

以大白的面部设计为例,起初大白还有一张嘴和五种面部表情,但在不断的测试中,主创发现大白做的越少越能博得观众的喜爱。这其实暗合了情感投射的心理学原理,“动作越简单,观众就越投入,他们被邀请将感情投射到大白身上,而不是被动接受视觉暗示,他们被给予一个机会,在那一刹那成为了大白”。于是,现在屏幕上的大白只有两只会眨的眼睛,没有任何表情。

再如大白走路姿态的设计,据报道,制作团队研究了很多纪录片,选出了自然界中三种最萌的走路姿势——婴儿走路、穿尿不湿的婴儿走路和企鹅宝宝走路,通过对比研究,最终选定了企鹅宝宝的走路姿势。

由此可见,卖萌也是技术活。

机器人发展趋势之一:软体机器人

如果不是体内的芯片、马达和碳纤维骨架,大白的乙烯基塑料外壳(或者叫皮肤)加上填充气体形成的弹性巨大的躯体,让人一不小心就会忽略它机器人的本质,把它当成充气娃娃或是“行走的棉花糖”。这种呆萌软的机器人设计是异想天开吗?当然不是。事实上,这种软体机器人正是目前机器人研究领域的一个热点,也是机器人未来发展的趋势之一,尤其是在医疗、军事和探测等领域。据说大白的设计灵感就来自于某个机器人实验室中的医疗软体机器人。

软体机器人由柔性、可延展材料制成,可在大范围内任意改变自身形状、尺寸,在侦察、探测、救援及医疗等领域有着广阔的应用前景。比如,在矿难、震灾救援、科学探测等需要机器人深入复杂通道进行探测的情况下,传统的钢筋铁骨型机器人由于结构是刚性的,形状和尺寸基本固定,使其环境适应性较差,不如软体机器人。

又如,目前应用于微创手术的手术机器人多是坚硬的金属材质,易造成病人肠道受损或血管、器官破裂,其安全性不如柔软可变形的软体机器人。再如,在护理、陪伴领域,刚性的传统机器人也容易对柔弱的人体造成意外伤害,而且缺少平易近人的气质,而软体机器人则正如《超能陆战队》电影中的台词一样——“没有威胁、适合拥抱”。

大白的眼睛:高光谱相机

在电影中,大白能够扫描出人的体温、心率、血氧饱和度、神经递质(如多巴胺、肾上腺素)等各种生理指标,进而采取相应的医疗措施。这依靠的是它的两只眼睛——高光谱相机(小编:肯定还需要有相应的图像分析系统)。虽然现实中好像还没有能一次监测这么多项生理指标的高光谱分析仪器,不过这一设定离现实并不远。

什么是高光谱相机呢?简单地讲,它是一种光谱成像仪,能够在从紫外到近红外、中红外的光谱范围内的数十或数百条光谱波段对目标物体同时成像,具有波段多、波段宽度窄、光谱分辨率高、数据量大、图谱合一等特点。它获得的“照片”称为高光谱图像,利用计算机技术和信息处理技术对高光谱图像进行分析能够了解目标物体的某些物理、化学特性。比如影片中大白扫描出主人公宏的手臂有擦伤,应该是由于擦伤处皮肤温度较高,在某个红外波段的光谱图像中表现出了与周围皮肤不同的特征(小编:可参考红外夜视仪,帮助理解)。

在现实中,高光谱相机的应用已非常广泛。在农业领域,它用于检测果实成熟度、农药残留、食品成分、肉类畜产品表面污染物以及粮食作物的产量和水分研究等;在地球环境监测领域,如我国2011年发射的天宫一号目标飞行器搭载的高光谱成像仪,它获取的短波红外波段数据能有效应用在森林防火、油气探测、水文生态监测、环境污染监测、地质勘查、矿物识别、林业荒漠化、海洋监测等多方面;在医疗领域,它能快速准确地发现表皮病变,监测血氧含量,进行血液分析、器官检测以及光学相干断层扫描等。


(图片来自网络)

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