頭部設計要求
百智星表情機器人
1、外觀從相當程度上符合人類的審美觀點，能給人以親切感和可信任感；
2、其整體乃至局部的尺寸，以及每個器官所能運動的幅度都要與人類的頭部相接近，也就是說，在接近人腦這個有限的空間內，要放置眼、耳、鼻、口、眉等器官以及相應的驅動部件和傳動機構；
3、整體機構的動作要協調，要符合人類頭、面部的運動規律，要求運動傳遞要準確，不能失真，這樣才能準確的控制每一個運動單元達到要求的位置，實現總體的協調；
4、因為考慮實際製造時要為機器人加上攝像頭、微型麥克甚至力覺等感測器，所以設計時必須留出必要的空間。整個設計具有空間狹窄，運動範圍小，運動準確，負載小的特點，這也是整個設計所要著重解決的問題；
英國機器人5、可以實現眼球轉動，眼瞼開合，頭部轉動。
從機器人整體結構出發，在考慮機構的運動學、動力學和控制系統、驅動系統要求的前提下進行機器人頭部機構設計。
人頭部運動包括頸部自由轉動和擺動、以及面部眼球、眼瞼、下顎的運動。
頭部結構設計
KOBIAN
眼睛部分共有四個自由度，包括眼球的繞Z 軸和繞Y 軸鏇轉。對於人類的眼球，正常的情況下，任何表情時，兩個眼球的繞Y 軸鏇轉運動都是完全同步的，因此，可以使這兩個眼球的繞Y 軸鏇轉共用一個伺服電機驅動，既節省了空間，又簡化了機構。
眼瞼有一個繞Y軸轉動的自由度，兩個眼瞼的兩個自由度是分開的，所以共有兩個自由度 ，因為在裝完眼球後剩下的空間比較小，還不能和眼球發生干涉，所以要在有限的空間內加入眼瞼的結構，不能太過於複雜，選擇了一級傳動。
每條眉毛應該具有五個自由度，分別是左端兩個，右端兩個和中間一個。但是，左右兩端在Y軸方向的自由度，運動範圍很小，幾乎對表情起不到明顯可見的作用。而且，對於一條眉毛來說，五個自由度的機構過於複雜。因此，本設計中將其簡化成一個自由度，即眉毛左、中、右三點的Z方向自由度。
KOBIAN嘴這個部分總共有六個自由度的運動，包括左右嘴角各有一個X向和Y 向的直線運動，上、下唇各有一個Z 向直線運動。這部分的機構部分基本都安置在嘴與眼之間的空間裡。另外，兩個嘴角處的Y 向運動軌跡並不是在Y 一Z平面上，而是與該平面成大約150 度角。同是直線運動，這裡採用了與眉毛相類似的機構。
下顎部分只有一個繞Y 軸鏇轉的自由度，從結構上看比較簡單，由伺服電機直接驅動，但是因為整個下顎組件質量以及相對轉軸的力臂較大，造成該機構所需驅動力矩較大。另外，該機構還需要能夠自鎖，即在停止工作和任何時候電機停轉時，下顎必須保持在原位不動，所以下顎機構在面部來說是負載最大的一部分。
機構分析為了使機器人的表情更加靈活生動，增加了頸部的運動。機器人頸部共有兩個自由度，分別是繞Y , Z 軸鏇轉。本設計採用，在頸部接近頭部的位置安裝伺服電機，分別驅動繞 Y 軸的鏇轉，在最下部的位置，即基座內安裝頸部第二個伺服電機，驅動整個機器人頭、頸部繞Z 軸鏇轉的運動。
系統概述
表情機器人
類人機器人需要具備的特點有：與人類似的感測系統、語音接收、圖像接收、感覺系統等等。有類似人的外形，有類似人的思維和行為。
整個系統分為三大部分：
1、攝像頭和無線話筒，屬於媒體設備。視覺和聽覺，是人和人之間交流的非常重要的部分。
表情機器人2、PC機。接收圖像和語音信息，並進行圖像處理和語音識別，根據協定轉換成控制指令。
3、嵌入式系統部分。嵌入式系統有兩個功能：首先是對機器人的實時控制和接收來自PC機的數據和控制指令，其次採集機器人目前的狀態，主要的感測器有攝像頭、麥克和語音輸出。
中國
這台名為“百智星”的幼教機器人身高約35公分，採用了卡通的造型，長著獨特的胖鼻子，智慧的皺紋，大大的耳朵，金黃色的頭髮，憨態可掬。它能夠像人一樣，根據自己講述的內容，配合做出相關的面部表情和口型，四肢、頭、頸等也能相應動作。
哈爾濱工業大學(深圳)機器人工程技術中心研製的這款機器人，是專門針對0～8歲兒童智力啟蒙、性格塑造的關鍵階段開發的，並使用一個專門的百智星幼教網站作為後台支持。
表情機器人英國
這個機器人名叫“朱利斯(Jules)”只有頭部，可以自動複製人類的動作，該動作圖像被視頻攝像機抓取後映射到位於其皮膚內的微型電子發動機上。它可以露齒而笑和做各種鬼臉，皺起眉頭，當它的軟體通過視頻攝像機“眼睛”將真正的人類表情翻譯為它可以理解的信息後，甚至可以根據表情說話。
日本
這是由日本早稻田大學以及日本機器人製造商tmsuk 共同開放的表情機器人。他的名字叫KOBIAN 仿人類表情機器人。
