3차원 선형 정서 모델을 이용한 로봇의 감정과 표정 구현

Abstract

사람이 다른 사람과 의사 소통을 할 때 감정을 표현하고 이해하는 것은 다른 사람을 이해시키거나 다른 사람에게 적절히 반응할 수 있게 하는 중요한 요소가 된다. 로봇이 인간의 삶을 풍요롭게 도와주기 위해서는 로봇 역시 인간이 의사 소통하는 것과 같은 방식으로 인간과 의사 소통할 수 있어야 한다. 이를 위해 로봇은 인간의 감정 상태를 이해하고 적절한 반응을 할 수 있어야 한다. 인간은 외부 자극에 대해 자신의 감정을 몸짓, 목소리, 얼굴 표정 등 다양한 수단으로 표현한다. 인간과 로봇의 직면 통신 과정 중에서 얼굴 표정은 목소리나 몸짓과 같은 다른 감정 표현 수단 없이도 현재 감정 상태를 표현하고 이해할 수 있는 중요한 요소가 된다. 이 논문은 로봇의 감정 상태를 표현할 수 있는 선형 정서 모델은 제안하고자 한다. 로봇의 정서 공간은 3차원의 선형 공간으로 제안하고 정서 공간의 기저에 의해 감정이 형성됨을 가정한다. 얼굴 로봇은 놀람, 기쁨, 화남, 슬픔, 공포, 혐오의 6가지 다른 얼굴 표정을 구현할 수 있으며 로봇의 표정을 구성하는 6가지 움직임 요소는 로봇의 6차원 표정 공간을 형성하게 된다. 로봇의 3차원 정서 공간과 6차원의 표정 공간을 사상시키는 추이 행렬을 제안함으로써 3가지의 정서를 통해 로봇의 기본 6가지 얼굴 표정을 표현하고자 한다. 또한 6가지 얼굴 표정을 기반으로 하는 복합 표정을 구현함으로써 로봇의 얼굴 표정을 더욱 다양하게 한다. 로봇의 복합 표정을 잘 표현하기 위해 로봇의 표정 공간을 눈과 입에 대한 공간으로 분리하여 사용한다. 제안된 방법을 이용하면 6가지 얼굴 표정과 복합 표정뿐만 아니라 로봇의 다양한 얼굴 표정을 표현 가능하다.