Robotar blir smartare – och snabbare – på att veta vad människor känner och tänker bara genom att "titta" in i deras ansikten, en utveckling som kanske en dag gör att mer känslomässigt uppfattande maskiner kan upptäcka förändringar i en persons hälsa eller mentala tillstånd.

Forskare vid Case Western Reserve University säger att de förbättrar den artificiella intelligensen (AI) som nu driver interaktiva videospel och som snart kommer att förbättra nästa generation av personliga robotar som sannolikt kommer att samexistera tillsammans med människor.

Och Case Western Reserve-robotarna gör det i realtid.

Nya maskiner utvecklade av Kiju Lee, Nord Distinguished Assistant Professor i maskin- och rymdteknik vid Case School of Engineering, och doktorand Xiao Liu, identifierar korrekt mänskliga känslor från ansiktsuttryck 98 procent av tiden - nästan omedelbart. Tidigare resultat från andra forskare hade uppnått liknande resultat, men robotarna svarade ofta för långsamt.

"Även en tre sekunder lång paus kan vara besvärlig, ", sa Lee. "Det är svårt nog för människor – och ännu svårare för robotar – att ta reda på vad någon känner enbart baserat på deras ansiktsuttryck eller kroppsspråk. "Alla lager och lager av teknik - inklusive videoinspelning - för att göra detta saktar tyvärr också ner responsen."

Lee och Liu accelererade svarstiden genom att kombinera två förbearbetade videofilter till ett annat par befintliga program för att hjälpa roboten att klassificera känslor baserat på mer än 3, 500 variationer i mänskligt ansiktsuttryck.

Men det är knappast omfattningen av vår ansiktsvariation:människor kan registrera fler än 10, 000 uttryck, och var och en har också ett unikt sätt att avslöja många av dessa känslor, sa Lee.

Men "djuplärande" datorer kan bearbeta enorma mängder information när dessa data väl har matats in i programvaran och klassificerats.

Och, tack och lov, de vanligaste uttrycksdragen bland människor delas lätt in i sju känslor:neutrala, lycka, ilska, sorg, avsky, överraskning och rädsla – även med hänsyn till variationer mellan olika bakgrunder och kulturer.

Ansökningar nu och i framtiden

Detta senaste verk av Lee och Liu, avslöjades vid 2018 IEEE Games, Underhållning, och mediekonferens, kan leda till en mängd tillämpningar i kombination med framsteg av dussintals andra forskare inom AI-området, sa Lee.

De två arbetar nu också med en annan maskininlärningsbaserad metod för ansiktsigenkänning, som hittills har uppnått över 99 procents noggrannhet med ännu högre beräkningseffektivitet.

Någon dag, en personlig robot kan noggrant upptäcka betydande förändringar hos en person genom daglig interaktion – till och med så att den upptäcker tidiga tecken på depression, till exempel.

"Roboten kan programmeras att fånga den tidigt och hjälpa till med enkla ingrepp, som musik och video, för människor i behov av social terapi, "Sa Lee. "Detta kan vara till stor hjälp för äldre vuxna som kanske lider av depression eller personlighetsförändringar i samband med åldrande."

Lee planerar att utforska den potentiella användningen av sociala robotar för social och emotionell intervention hos äldre vuxna genom samarbete med Ohio Living Breckenridge Village. Äldre boende där förväntas interagera med en användarvänlig, socialt interaktiv robot och hjälper till att testa noggrannheten och tillförlitligheten hos de inbäddade algoritmerna.

En annan framtida möjlighet:En social robot som lär sig de mer subtila ansiktsförändringarna hos någon på autismspektrumet – och som hjälper till att "lära" människor att exakt känna igen känslor hos varandra.

"Dessa sociala robotar kommer att ta lite tid att fånga i USA, " sa Lee. "Men på platser som Japan, där det finns en stark kultur kring robotar, detta börjar redan hända. Hur som helst, vår framtid kommer att vara sida vid sida med känslomässigt intelligenta robotar."