发布会上，观众和“佳佳”（左）合影
按真人1∶1等比设计，身高约1.6米，体重不到50公斤。一头浓密微卷的长发、大眼睛、双眼皮、鼻梁高挺、外形靓丽……日前，中国科学技术大学发布的高颜值服务机器人“佳佳”一亮相便迅速成为“网红”。除了漂亮，“佳佳”才华也了得，它能交流有表情，初步具备了人机对话理解能力。
为何要研发这样一款“佳佳”？美貌的“佳佳”有什么能耐？请听“佳佳”研发团队负责人、中科大机器人研究中心主任陈小平教授的解答。
“佳佳”的形象原型来自中科大5位女生
网红“佳佳”是中国科学技术大学三代仿人服务机器人，它的原型来自中科大5位女生。
陈小平介绍说，2011年，中国科大开始研制“佳佳”一代。当时，机器人研究团队把软体机器人作为一个科研方向。软体机器人骨骼是软的，相比于传统的机器人灵活性更强。明确科研方向后，该团队决定制作机器人的面部形象。
最初，光有人脸形象没有表情使“佳佳”并不很受欢迎。2012年9月，机器人团队曾让“佳佳”一代在中国科大校史馆为大约500位参观者做引导和解说。测试结果表明，虽然“佳佳”一代引导和解说基本功能没有问题，但多数参观者对它的注意只能保持很短的时间。
“‘佳佳’一代只有简单的人脸相貌和人体外形，没有表情，不能与用户交流情感，这种解说机器人给用户带来的体验，与播放设备并没有本质区别。”陈小平说。在此之后，机器人团队把研究重点放到人机交互中的“特有体验”上来。
“手机和个人电脑都具有强大的人机交互功能，在平台、入口和用户黏性上都占据了先发优势。机器人如果不能带来特有、全新的用户体验，就不具备独立的产品价值，即使实现了产品化，也不太可能形成‘用户黏性’，也就无法在市场上生存。”陈小平说。
于是，研究团队从过去只关注功能，转变到把功能与特有体验联系起来，启动了新课题，不仅设计面部形象，还要研发面部表情。2012年7月，机器人团队在中国科大的女生中征集机器人的形象模特，经过一系列挑选，最后选中了5位女生，她们就成了“佳佳”仿人形象的最初原型。
陈小平介绍，造型逼真、美丽端庄的“佳佳”初步具备了人机对话理解，面部微表情、口型与动作匹配，以及大范围动态环境自主定位导航和云服务等功能。相比以前产品，“佳佳”三代的眼睛已经可以自然转动，发音也和嘴型相符。但受材料限制，目前只能细声说话，不能大哭大笑。
为了合理地设计“佳佳”形象，必须考虑一个更基本的问题，机器人形象的设计依据是什么？沿着这个思路，该团队意识到人机交互体验涉及形象、功能和品格三个层面，机器人形象是用户的第一体验，应该与机器人的功能和品格保持一致。经过探讨，团队初步确定了善良、勤恳和智慧三个品格，并把它们应用到“佳佳”的形象设计上。
“美女形象有很多种，但只有符合三要素的，才是合理的选择。例如，‘华贵’也是一种美貌，但与‘勤恳’不相符，所以被排除在外。于是，对应着这三种品格，有了现在‘佳佳’的样子。”陈小平说，善良、勤恳和智慧设定为机器人品格的“三原色”，不符合三原色要求的形象，会在一部分用户心理上引起抵触，从而破坏用户体验。
“佳佳”是一个大家族里的成员，这个家族的“大姐大”叫“可佳”
说起“佳佳”，其实它是一个大家族里的成员，这个家族的“大姐大”叫“可佳”。除了与形象和表情直接相关的技术，“佳佳”基本上脱胎于“可佳”。
陈小平介绍，中国科大的智能机器人研究始于1998年。“佳佳”“出生”前的2008年，中国科大启动了“可佳工程”，自主研发包括软硬件在内的服务机器人整机。“可佳工程”成为中国科大一个跨学科的机器人科研平台。
陈小平说，可佳机器人的最大特色是将人工智能与机器人前沿技术高度融合的系统性创新。一些被普遍认为难以或无法应用的人工智能技术，如常识推理、词典等文字型知识的语义转换等，经过“可佳工程”的改造升级，在可佳机器人身上“大显身手”。
2010年的深圳高交会上，可佳机器人做了一个演示——读说明书，用微波炉加热食品。“可佳”从网上下载微波炉操作的文字说明，通过自然语言理解和语义转换提取有关知识，并利用这些知识规划自己的行为，流畅地操纵微波炉加热食物，包括打开微波炉、把食物放入微波炉、关闭微波炉、按启动按钮开始加热、按停止按钮结束加热、打开微波炉、取出已经加热的食物并送给观众。
此后，能干的“可佳”声名鹊起，连续获奖，其中2013—2015年，“可佳”在国家服务机器人标准测试中连续3年保持测试总分第一。2015年，可佳机器人的认知技术被人工智能顶级杂志《人工智能》评为全球机器人认知两项主要技术之首。
陈小平说，“可佳”成了国际上获奖最多的智能服务机器人之一，但一个问题开始困扰中科大机器人团队：一个国际上知名度越来越高的机器人，却没有自己的形象，而外国的机器人往往都有比较好的形象设计，难道我们就这样不顾形象吗？
沿着这一思路，“可佳”的形象设计就被研发团队提上了议事日程。于是就有了后来大家看到的肤白貌美的“佳佳”。“佳佳”在“可佳”机器人上提取了部分功能，包括定位导航、自动避障、人机对话理解和用户检测识别等，并根据展馆等解说的需要进行了改进升级。
“佳佳机器人是可佳机器人家族走向实际应用的排头兵。”陈小平说，根据应用场景的需要，“可佳”上的技术将转移到“佳佳”上，而“佳佳”具有的形象和情感交互能力，将为可佳机器人家族的市场化开辟新的道路。
未来，“佳佳”可能广泛应用于陪护、养老等领域
陈小平说，严格地讲，本次发布的“佳佳”其实是一个开发—测试平台，除了机器人“佳佳”，一同发布的还包括一个面向非专业人员的操作界面，通过该界面可以编辑机器人的说话、表情、动作，并对三者进行有效控制。非专业人员不经过专业培训也可以使用这一界面。例如，现有“佳佳”演示中仅仅展示了一些“基本表情动作”，开发者利用这些“动作”，可以生成更加复杂、生动、丰满的表情。
据介绍，“佳佳”还有一个面向专业人员的开发—测试平台，该平台不仅支持表情生成，还支持表情识别，支持与说话内容相关的表情、动作和语音表达。因此，“佳佳”平台将支持完整的人—机器人情感交互。
“我们将对全球开放‘佳佳’平台，让更多的研究人员利用‘佳佳’进行研发。”陈小平说，大量以模型、算法或仿真等形式存在的科研成果，将在“佳佳”平台上得到测试和集成，从而帮助人机交互技术更好地发展“特有体验”品质。
“佳佳”还将作为机器人研发者与大众沟通的一个窗口，把大众的愿望和需求及时传递给研发人员，以更好更快地研制能够真正满足用户需求的机器人产品。
其实，“佳佳”已经做了几份兼职，比如主持2016“首届全球华人机器人春节联欢晚会”、搭档主持“谁是棋王”的半决赛。未来它还可能扮演怎样的角色？
陈小平说，其实“佳佳”已经具备就业者的一部分技能，比如利用导航和避障能力在商场和图书馆当导购，利用形象、表情和智能语音系统充当节目主持人。未来，它还可能广泛应用于陪护和养老领域。随着表情识别和推理能力的提升，她会越来越通情达理，这样的特质是陪护和养老领域稀缺的。
“当然，它未来的应用肯定比目前设想的要广泛，更多研发团队利用‘佳佳’开发特有体验，相信不久后，她会成为一个上得厅堂下得厨房的‘女神’，逐渐走进千家万户。”陈小平说。
（原载于《人民日报》 2016-04-22 20版 杨保国 喻思娈）
