В рамках проекта разработана человекоподобная голова «Головастик» с высокодетализированной мимикой, управляемая единой электронной системой. Конструкция «Головастика» разделена на три независимых мимических блока-модуля, что упрощает наладку и ремонт.

Модуль бровей предназначен для реализации выразительного движения бровей. С этой целью использованы 4 сервопривода, попарно управляющие левой и правой бровью. Ключевым решением стало соединение сервоприводов одной брови упругой тягой в виде пружины. Наиболее сложный узел - модуль глаз , обладающий 6 степенями свободы. Четыре сервопривода управляют верхними и нижними веками независимо для каждого глаза, что позволяет реализовать не только моргание, но и прищур, удивлённое расширение глаз. Два дополнительных сервопривода отвечают за наклон и поворот единой платформы зрачков, создавая иллюзию слежения за объектом. Для артикуляции нижней части лица применена комбинированная схема, реализованная в модуле челюсти и губ. Два сервопривода модуля обеспечивают открытие/закрытие челюсти по аналогии с височно-нижнечелюстным суставом. Восемь сервоприводов, расположенных по периметру рта, управляют набором гибких «лепестков», формирующих контур губ. Элементы данной конструкции были спроектированы в программном комплексе САПР-SOLIDWORKSи изготовлены на 3-Д принтере из PLA пластика.

В качестве центрального управляющего модуля выбрана плата Arduino Mega 2560. Её ключевым преимуществом является наличие 15 выводов, поддерживающих широтно-импульсную модуляцию, что необходимо для прямого управления 20 сервоприводами без использования дополнительных мультиплексоров. Управляющие сигналы с выводов Arduino подаются на сервоприводы через общую расширяющую плату.

Ключевым инструментом «оживления» «Головастика» стало использование программного обеспечения Bottango. В данной среде была создана виртуальная модель головы, где каждый сервопривод представлен в виде анимируемой «кости». Преимущество данного подхода: интуитивно понятный интерфейс временной шкалы (таймлайн) для создания сценарной анимации (например, последовательность «удивление -> улыбка»); возможность тонкой настройки кривых ускорения и замедления (easing curves) для каждого привода, что обеспечивает плавность, характерную для живых движений; функция «слоёв» анимации, позволяющая накладывать базовые движения (моргание) на основные эмоции.

В результате проведённой работы создан функционирующий прототип человекоподобной головы «Головастик», основными достигнутыми характеристиками которого являются:

• количество управляемых степеней свободы 20;
• поддерживаемые мимические паттерны: нейтральное выражение, радость (улыбка, прищур глаз), удивление (поднятые брови, открытый рот), грусть (опущенные брови, уголки губ вниз), моргание, движение зрачков.
• плавность движений: обеспечена за счет настроек в программе Bottango и упругих элементов в приводе.

Проект «Головастик» может служить комплексным учебным макетом, наглядно демонстрирующим принципы мехатроники, 3D-моделирования, схемотехники и программирования и использоваться в системе образования, в области социальной робототехники, для интерактивных инсталляций.