SolidWorks机器人情感交互实验单元设计+图纸(6)
在双眼的正下方有着一个轴带着一个电动机，他们是带动双眼上下翻转的。
图1-3-3(d) iCub机器人3D图
图1-3-3(d)所示，是RobotCub机器人的后部，在这个图中，可以看到RobotCub机器人的脖子的构造。它是由3个电机构成，可以左右转动，即摇头，也可以上下转动，即点头，还可以左右摆动，即摆头。
在研究完这个RobotCub机器人的全部构造后，作者对机器人头部的了解已经相当深刻，也有了一定的想法，相信在之后的设计中，可以完善这个设计，并不断改进。
图1-3-4(a)-(c)是RobotCub机器人正在玩耍。
图1-3-4(a)iCub玩乐高 图1-3-4(b)iCub拍球 图1-3-4(c)iCub模仿迈克尔杰克逊跳舞
1.3.2 国内机器人情感交互头部研究概况
国内拟人形机器人头部的研究也取得了一定的成就。由中国科学院自动化研究所最新研制的两款仿人机器人“汇童”和“贝奇”，代表了目前中国仿人机器人研制的最高水平，如图1-3-5、图1-3-6所示。
卡通形“汇童”堪称一个表情表演大师，其脸内安装有十多部微型伺服电机，可带动五官做出多种不同程度、不同速率的变化动作；头部安装两部伺服电机可带动头部左右转动和摇头晃脑，以辅助和加强面部表情表达。针对每个特定对话情景或不同场合，在体内计算机控制下，“汇童”可做出几十种甚至上百种不同的表情变化，包括多种不同的微笑、大笑，多种不同的生气、愤怒、惊讶，还有思考、遗憾、得意洋洋、无精打采以及多种逗笑的怪表情。配合语音识别技术，表情丰富的“汇童”还能与人对话，并可进行握手、打招呼等肢体动作。
被称为太空画师的“贝奇”综合运用计算机视觉、人脸识别、高精度运动控制等尖端技术。其眼睛是一部数码相机，手是一条具有高技术含量的仿真臂，一台先进的电脑就是它的大脑。它画像时，首先从数码相机拍摄图像中提取出人脸特征，再转化为运动指令，控制机器手在图板上画出肖像。
图 1-3-5 “贝奇”仿人形机器人 图 1-3-6 “汇童仿人形机器人”
“贝奇”还可以像中国古代神话故事中的神笔马良一样，根据要求立刻画出熊猫、猴子、袋鼠、恐龙、狮子等各种动物，并能当场为任何人画肖像，观众只需坐在它对面让它看一眼，几分钟内它就能画出一幅该观众的素描肖像。
2. 机器人情感交互头部的设计要求
对人类面部表情的形成原理和头部运动的分析是设计研究仿人头像机器人的基础，它将为设计研制仿人头像机器人和研究仿人头像机器人与人的表情交流提供理论依据。这一章从解剖学的角度，分析面部表情的形成和头部运动，并论述了仿人头像机器人面部表情的实现方法。
2.1 人类面部表情分析
面部表情是肌肉运动的结果，为了了解表情的产生原理，首先进行面部肌肉的分析。人脸的表情变化是由位于面部肌肤下层的表情肌的变化产生的，虽然表情肌是一些薄而纤细的肌纤文，但是它们是属于皮肤的。一般起于骨或筋膜，止于皮肤。收缩时带动皮肤运动，当各个表情肌协同工作时，就能使面部呈现不同的表情，所以叫做表情肌。
根据表情肌的分布，如图2-1所示，可以将表情肌分为颅顶肌、眼周围肌、口周围肌、颊肌、颌肌。
图 2-1 面部肌肉
颅顶肌：由成对的枕腹和额腹以及中间的帽状肌组成。帽状肌坚韧宽阔，枕腹可向后牵拉帽状腱膜和头披露额腹收缩则可提眉并使额部皮肤出现皱纹。