刘小峰：人机协同，探索智能之路

无限向往探索科学前沿的刘小峰老师，博士报考了西安交通大学生物医学工程专业，开始了生物医学信号分析与处理领域的研究工作。他渴望将电子信息知识与医学结合起来开展交叉研究，利用信息技术手段发现和解决医学领域的重要问题。2010年底，刘老师来到河海工作，主要从事人机协同与交互、智能机器人研究等。“人机自然交互在极限作业环境、教育、助老等领域有着十分重要的意义，如何推动人与机器协同发展、和谐共生，是我目前主要的研究领域之一。”

“目前我国老年人数量已经超过2亿且逐年攀升，但对他们情感和社会需求的研究甚少，希望能为老龄社会的幸福生活贡献一份力量。”刘小峰教授说道。千条竹篾编花篮，看着容易做着难。虽然在现有技术条件下通过情感识别技术，可以令机器人模拟人类情绪并进行简单对话、做出反应等，但因为机器人无法捕捉人类情绪的细微变化，也无法通过细腻的面部表情表达情感，极大地影响了用户的参与度和交互体验。

面对此难题，刘老师带领团队展开了系列研究，其中所开展的仿人机器人面部表情生成前沿研究显著提升了机器人与人类进行自然情感交互能力。通过设计一种基于面部动作单元（Action Units, AUs）的表情解耦生成方法，探索了该方法在生成自然且细腻面部表情方面的效果，并进一步开发了一个具备多自由度面部运动的情感机器人，以实际验证该方法在情感人机交互中的应用价值，研究内容被机器人国际顶级期刊《IEEE Transactions on Robotics》录用。

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“人类作为极限环境作业中的决策者和执行者，了解人类在深海、深空、深地等环境下的行为、生理和心理状态，将有助于极限环境操作人员在同等作业时间下保持更高的工作效率，或在相同的身心负担下能更长时间地高效工作。”刘老师以人机交互技术研究中的人类情感识别作为切入点，开展以提升极限环境下作业效能为目的的关键技术与实验装备研究，带领团队着手搭建极限环境人员“行为及认知数据采集实验平台”“人员情绪和行为智能监测分析平台”“人在环路系统仿真与设计优化平台”“人机交互效能评估平台” 和“极限环境模拟与调控平台”等，建立从数据采集、行为检测、交互仿真优化、状态评估到环境干预的一套完整的闭环式反馈实验系统，共同支撑在极限作业环境下的操作人员效能提高。