La creación de robots humanoides capaces de expresar emociones es un desafío clave en el campo de la robótica y la inteligencia artificial. En este contexto, Marcos Ariel Leiva Vasconcellos, egresado de la Maestría en Ciencias de la Computación de la Facultad de Ciencias de la Computación (FCC) de la BUAP, ha logrado un avance significativo con su investigación «Imitación de expresiones faciales humanas en un robot humanoide». Su destacado trabajo le valió el Premio a la Mejor Tesis de Posgrado 2024 en la categoría de Ingeniería y Tecnología, otorgado por la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado.
El estudio de Leiva Vasconcellos se centra en dotar a los robots de la capacidad para imitar expresiones faciales humanas con precisión y naturalidad, lo que permitiría mejorar la interacción entre humanos y máquinas. Su investigación plantea que la comunicación efectiva entre ambas partes no solo depende del lenguaje verbal, sino también de la expresión emocional a través del rostro del robot.
Para lograrlo, desarrolló una metodología basada en visión por computadora y aprendizaje automático, la cual permite que un robot humanoide refleje las expresiones faciales humanas en tiempo real. En sus experimentos utilizó a Arthur, un robot con 32 grados de libertad en su rostro, lo que posibilita una amplia variedad de movimientos faciales.
Uno de los principales elementos de su sistema es la biblioteca MediaPipe Face Mesh, que permite detectar 468 puntos faciales en el rostro humano. De estos, 27 fueron seleccionados para formar una «malla emocional», que representa las emociones mediante vectores formados por los ángulos entre los puntos faciales. Para la clasificación de las expresiones, se probaron tres algoritmos de aprendizaje automático: K-Nearest Neighbors (KNN), Support Vector Machines (SVM) y Random Forest.
El algoritmo KNN resultó ser el más eficiente, logrando una precisión del 85 % en la clasificación de expresiones como alegría, tristeza y sorpresa. Sin embargo, se identificaron limitaciones en la imitación de expresiones más complejas o mixtas, lo que abre la puerta a futuras investigaciones.
Bajo la dirección del doctor David Pinto Avendaño, titular de la Dirección de Innovación y Transferencia de Conocimiento (DITco), esta tesis representa un paso importante hacia la creación de robots humanoides más expresivos y capaces de interactuar de manera más natural con los seres humanos. Aunque el sistema ya es funcional y logra imitar la mayoría de las expresiones faciales humanas, aún quedan áreas de mejora, como la clasificación de emociones más complejas y la incorporación de factores culturales y contextuales.
Con más de 10 años de experiencia en aprendizaje automático, visión por computadora, procesamiento del lenguaje natural y computación blanda, Leiva Vasconcellos ha realizado múltiples publicaciones científicas en procesamiento de imágenes y análisis de opiniones. Su trabajo no solo contribuye al avance de la robótica, sino que sienta las bases para el desarrollo de tecnologías que faciliten una interacción más intuitiva entre humanos y robots.
El reconocimiento otorgado por la BUAP subraya la relevancia de investigaciones innovadoras que combinan tecnología y ciencia para transformar la realidad y abrir nuevas posibilidades en el campo de la robótica humanoide.
