Relatório sobre Agentes Emocionais, no âmbito da disciplina de Sistemas Baseados em Agentes

Diana Guimarães

Instituto Superior de Engenharia do PortoRua Dr. António Bernardino de Almeida, 431

4200-072 Porto

Abstract: Este documento tem como principal objectivo apresentar algumas aplicações existentes na área da inteligência artificial, mais concretamente, no que diz respeito a agentes emocionais.

Palavras-chave: Agentes, Emoções, Carácter, Personalidade.

1 INTRODUÇÃO

Como sabemos, os agentes destinam-se muitas vezes a efectuar tarefas que, normalmente, são executadas por um ser humano.

Quando nos referimos a emoções, a um qualquer comportamento emotivo, não podemos deixar de os associar a um determinado traço de personalidade, a um carácter. Nesta perspectiva, é então questionável a relevância de atribuir tais características antropomórficas, como um carácter, uma personalidade ou um comportamento emotivo a um agente, tal como habitualmente o fazemos para um humano.

Na realidade, o que estamos de facto a modelar quando modelamos emoções?

De que forma é que compreendemos as interacções entre emoção, personalidade e comportamento social?

Que impacto terá um agente de interface com aspecto similar a uma face humana e que pareça exibir alguma personalidade e até sentimentos?

A utilização de um agente deste tipo poderá aumentar o conforto e satisfação relativamente à interacção?

Esse agente poderá ser mais persuasivo?

De que forma é possível induzir um carácter artificial?

De que forma é possível criar sistemas que facilitem a interacção social entre humanos ou entre humanos e personagens/agentes artificiais?

De que forma podem considerações de factores afectivos contribuir para uma interacção homem-máquina, em geral, mais eficiente?

Como é que as interacções cognição-emoção intrapsíquica se manifestam ao nível de interacção interpessoal?

Estas perguntas, entre muitas outras, têm vindo a ser estudadas numa tentativa de aproximar os resultados obtidos nos agentes artificiais de um nível cada vez mais satisfatório de qualidade.

De seguida, para além de uma pequena abordagem das formas de utilização de agentes emocionais, serão também apresentados alguns dos mais recentes estudos feitos na área, que entendo serem de maior relevância para este trabalho.

2 CORPO

Podemos ter agentes que se destinem a interagir com seres humanos. Neste tipo de agentes é dada grande importância à interface.

Se por um lado se tem verificado um esforço no desenvolvimento de personalidades computacionais antropomórficas que assemelhem o seu comportamento emotivo ao humano, mudando, por exemplo, de expressão quando é mencionado algum assunto do seu interesse ou quando o assunto lhes é entediante, por outro lado, o nível de interacção que o agente pretende com o ser humano baseia-se num esforço por conseguir identificar o estado emocional deste, através de palavras ou expressões por este demonstradas.

Em qualquer dos casos, estes dois tipos de agentes, que permitem quer exibir, quer reconhecer comportamentos emotivos, necessitam de tecnologias de reconhecimento de voz (quer para recepção das palavras, quer para interpretação do tom/colocação de voz), compreensão de língua natural (para interpretação do que é captado), visão computacional (para identificar expressões), aprendizagem automática, entre outras coisas que permitem quer processar o ambiente e integrá-lo, quer projectar neste determinadas emoções por ele geradas.

Os agentes de interface com aspectos antropomórficos são ainda raros, ainda que esta seja uma área em grande desenvolvimento. Podemos encontrá-los mais comummente no âmbito de projectos de investigação, sendo que os investigadores ainda não consideram as tecnologias existentes suficientemente desenvolvidas para que se possam conseguir resultados com a satisfação que se espera com os agentes de interface.

Apesar das eventuais dificuldades que possam surgir na implementação, de forma credível, de características antropomórficas num agente, as questões que se colocam, como vimos anteriormente, vão além dos limites tecnológicos. Alguns críticos dizem crer que agentes com características humanas podem criar algum tipo de ansiedade no utilizador, reduzir-lhe as capacidades de controlo, contribuir para a diminuição do sentido de responsabilização deste ou ainda diminuir o sentido de cumprimento do utilizador, recaindo todas as responsabilidades por erros ou incumprimento sobre o agente que poderá ter induzido determinadas acções.

Por outro lado, há quem veja o uso de personalidades antropomórficas dos agentes como vantajosas, por exemplo, na resposta a questionários on-line

que envolvam interfaces de agentes antropomórficos, em que é dada maior importância aos mesmos, dando-se mais atenção e sendo cometidos menos erros.

ARTIGOS ANALISADOS

[1]What Are We Modeling When We Model Emotion?

Este artigo foca a sua atenção na variedade de interpretações que surgem na modelação de emoções.

Nos últimos 15 anos tem-se observado um rápido crescimento em modelos computacionais de emoções e arquitecturas afectivas. Mas apesar de existirem variados modelos emocionais, numerosos agentes afectivos e arquitecturas de robots desenvolvidas até à data, verifica-se uma lacuna na consistência e na clarividência no que diz respeito ao que significa exactamente “modelar emoções”.

Modelar emoções pode significar a geração dinâmica de emoções via modelos de caixa-negra que mapeiam estímulos específicos em emoções associadas. Pode significar gerar expressões faciais, gestos ou movimentos que ilustrem emoções específicas em agentes sintéticos ou robots. Pode significar modelar os efeitos de emoções na tomada de decisão e selecção de comportamentos. Ou pode ainda significar incluir informação acerca das emoções do utilizador num modelo de utilizador para utilização em sistemas de suporte à decisão, tutores e em jogos.

O objectivo deste artigo centra-se, então, na tentativa de desmontar a vaga interpretação do termo “modelação de emoções”:

sugerindo que os modelos emocionais devem ser vistos em termos de duas categorias de processos fundamentais: geração de emoções e efeitos das emoções;

identificando algumas das tarefas computacionais necessárias para implementar estes processos.

Estes blocos de construção de modelos podem, então, fornecer a base para o desenvolvimento de linhas de orientação para a modelação de emoções, requisitos teóricos e de dados e, requisitos e alternativas de representação e raciocínio.

É feito um estudo detalhado de definições de emoções, analisado o termo como um fenómeno multi-modal (em que são analisadas as emoções segundo as suas quatro distintas, mas interactivas, manifestações biológicas: modalidade comportamental/expressiva, modalidade somática/psicológica,

modalidade cognitiva/interpretativa e, a mais problemática, experiencial/subjectiva.

Faz-se ainda um estudo para modelação da geração de emoções sobre uma perspectiva teórica, passando depois da teoria aos modelos, mapeamento de estímulos em emoções, dinâmica das emoções (intensidade das emoções e subidas e descidas das taxas a elas associadas), e combinações de múltiplas emoções.

Um estudo semelhante é efectuado para a modelação dos efeitos das emoções, sob um ponto de vista teórico, passando aos modelos, mapeamento das emoções em processo cognitivo, determinação da magnitude do efeito das emoções, e integração de múltiplas emoções.

Toda a análise que este artigo nos mostra apresenta ainda algumas limitações essencialmente porque as validações necessárias e a análise de modelos existentes ainda não existem.

[2]Representing Personal Presence with a Teleoperated Android: A Case Study with Family

O trabalho de que este artigo trata foi parcialmente suportado pelo Ministério das Relações e Comunicações Internacionais do Japão e pela sociedade para a promoção da ciência.

Este artigo tem como principal objectivo investigar os elementos chave para representação de personal presence (PP, que pode ser definido como a sensação de estar na presença de um determinado indivíduo) e eventualmente implementá-lo em robots.

É reportado um caso de estudo em que, diariamente, crianças faziam tarefas de conversação com um geminóide, um robot andróide operado à distância, que se assemelhava a um ser humano em específico. São examinadas diferentes respostas ao geminóide e à pessoa original, dando especial atenção ao caso das respostas em que a criança alvo foi a filha da fonte utilizada para o geminóide. Os resultados mostram que, gradualmente, as crianças se iam adaptando à conversação com o geminóide, mas a PP do operador não estava totalmente representada.

De seguida é apresentado um esquema da forma de funcionamento do sistema geminóide (Figura 1).

Figura 1- Diagrama do sistema do Geminóide

Como podemos perceber, na experiência com crianças foi colocado o geminóide junto com elas, sendo que o seu operador se encontrava numa sala separada onde se encontra a consola de teleoperação, a partir da qual serão dados os comandos ao geminóide, tal como se fosse a própria pessoa a estar em contacto com as crianças, utilizando câmara para captar os movimentos e microfones para captar o discurso, e na qual a pessoa original recebe através de câmaras e microfones todo o ambiente que envolve a experiência. No sistema de teleoperação é codificada a voz do operador, gerado o movimento dos lábios e as restantes acções, que são passadas ao servidor do geminóide. Posteriormente o servidor do geminóide descodificará a voz do teleoperador para a transmitir ao speaker do robot, e passarão as informações correspondentes às acções e ao movimento dos lábios aos actuadores do robot.

Da experiência são retirados dados para análise como a eloquência da conversação, o contacto visual, o movimento corporal e ainda entrevistas efectuadas às crianças depois de terem contacto com o geminóide. Verificou-

se nestas entrevistas que as crianças podiam ter diferentes perspectivas de uma mesma experiência. Embora se assustassem com o geminóide, umas percebiam que era um robot que estaria a ser controlado e outras, apesar de identificarem o geminóide como um robot, ficavam um pouco confusas quanto a existência daquela pessoa quer na realidade quer como robot.

[3]Emotions for Strategic Real-Time Systems

Os sistemas estratégicos em tempo-real têm sido cada vez mais aplicados e são tidos como tendo elevado potencial, no entanto, eles são maioritariamente utilizados em vídeo jogos, treinos militares e planeamento militar.

A proposta que é apresentada é a de um paradigma para avançar nos sistemas correntes pela introdução de emoções nos agentes simulados que possam fazer decisões e resolver situações cooperativamente. Utilizando reacções emocionais e comunicação, espera-se poder evoluir os sistemas a um ponto em que o processo de decisão praticamente imite comportamento humano.

O sistema implementado, que se encontra descrito neste artigo, permite a partilha de emoções com agentes vizinhos. Desta forma, ele utiliza quer o controlo emocional interno, quer o controlo emocional externo.

Trata-se de um jogo em que cada jogador tem as suas próprias unidades, que podem ser controladas, quer por um humano, quer por Inteligência Artificial. As unidades incluem guerreiros, trabalhadores e exploradores, sendo que cada unidade tem uma determinada quantidade de “vida” que vais diminuindo à medida que vai sendo ferida ou aumentando quando é curada. Cada uma tem ainda uma determinada necessidade de se alimentar e uma determinada necessidade de trabalhar. Todas as unidades são capazes de se movimentar em 2 dimensões, dentro dos limites do mapa. As suas decisões, relativamente ao que fazer, serão baseadas no que vão encontrando ao longo do mapa, sendo que cada unidade tem o seu propósito no jogo, todos eles bem distintos entre si. Diferentes unidades dependem umas das outras de alguma forma (por exemplo: um guerreiro necessita de um trabalhador para juntar recursos para que estes possam usar).

Para este sistema foram modelados dois tipos de emoções negativas: medo (aumentado por um ataque do inimigo, em que a unidade sofre grandes

ferimentos e está perto da eliminação ou quando o jogador começa a ficar sem recursos como comida) e frustração (aumentada por uma determinada unidade não ser capaz de cumprir uma tarefa que lhe estava incumbida ou porque a unidade já está na mesma tarefa por um período bastante significativo de tempo), que serão as mesmas em cada tipo de unidade, ainda que a forma como cada unidade é afectada seja diferente. Tecnicamente, a falta de qualquer destas duas emoções constitui também uma emoção: contentamento. Contudo, sem o mapa de emoções, que a seguir se mostra (figura 2), as emoções seriam completamente internas e não partilhadas.

Figura 2 – Conceito de difusão aproximada

0 0 0 0 0 0 00 2 2 2 2 2 00 2 5 5 5 2 00 2 5 1

05 2 0

0 2 5 5 5 2 00 2 2 2 2 2 00 0 0 0 0 0 0

(a)

0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 3 3 3 0 00 0 3 8 3 0 00 0 3 3 3 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0

(b)

- (a) difusão de emoção intermédia- (b) decréscimo de emoção depois de avançar 1 unidade de tempo

O mapa em 2(a) ilustra os valores nos quadrados sob e que rodeiam a unidade que acabou de experienciar uma emoção de força 10.

O mapa em 2(b) ilustra os valores para os mesmos quadrados depois de avançar apenas uma unidade de tempo, assumindo que não existe nenhuma unidade presente para modificar as emoções no seu ambiente, com as emoções a terem um decréscimo de 2 valores.

Tendo percebido a forma geral de funcionamento do sistema, de seguida apresenta-se, como exemplo, a árvore de decisão para um guerreiro a cada unidade de tempo (Figura 3).

Figura 3 – Árvore de Decisão de um guerreiro a cada unidade de tempo

Update from emotion map

Built-In Decision Process

Withdraw from Fear

Fear Theashold>90

Fear Theashold>55

Nearbyenemies

No decision made

Decision made

Yes

Yes

Yes

No

No

No

A adição de emoções mostrou uma melhoria geral na performance da inteligência artificial testada. Alguns dos agentes de inteligência artificial melhoraram mais do que outros e responderam mais favoravelmente a alguns cenários. Por exemplo, num dos estudos efectuados com o sistema houve uma melhora significativa na reacção a situações de frustração ou medo, ao contrário do que aconteceu quando se combinaram as duas emoções. Estes resultados sugerem que as duas emoções podem entrar em conflito em alguns cenários. Um desses cenários é ter inimigos na área base, enquanto o medo dos trabalhadores pode parar os guerreiros no seu ataque ou a frustração dos guerreiros de constantes ataques pode influenciar os padrões de movimento dos trabalhadores. Dependendo dos cenários prováveis de acontecer,

Attack nearest enemy

Approach Fear

Withdraw from Anxiety

Anxiety Theashold>85

Yes

No

diferentes influências emocionais deveriam ser adoptadas para diferentes agentes inteligentes artificiais.

A utilização de mapas de emoções mostrou ser uma forma eficiente de partilhar emoções entre agentes vizinhos. Não necessita de comunicação directa mas funciona de forma semelhante a uma comunicação celular.

3 CONCLUSÕES

Antes de mais devo referir a relevância que a elaboração deste trabalho demonstra, quer no âmbito da disciplina, dado o seu grau de interesse, quer na sua utilidade para a realização do trabalho prático que foi escolhido (Compradores e Vendedores), dado que um dos pontos que nos propomos implementar seja o carácter antropomórfico dos agentes.

Creio que tenha sido também de extrema relevância tentar perceber quais os prós e contras de dotar agentes de características antropomórficas, sendo que em alguns casos os efeitos podem ser extremamente positivos, enquanto noutros isso não se verifica.

Chega-se também à conclusão de que, apesar de esta ser uma área em grande e rápida evolução, nem todas as ideias convergem no mesmo sentido, sendo desta forma interessante pensar-se numa forma de uniformizar conceitos e formas de actuação para determinadas situações, o que poderia revelar-se numa maneira de obter progressos de forma ainda mais célere.

Este estudo fez-me também pensar que em determinadas situações de aplicação de agentes se deve ponderar de forma séria a relevância de simular emotividade. Em situações críticas, o comportamento emocional do Homem é determinante, fazendo, em muitos casos, com que aquele que à partida teria mais capacidades mentais e/ou físicas para resolver determinada situação responda de forma desajustada dada a sua instabilidade emocional, acabando por aquele que poderá ter menos inteligência ou habilidade mostrar-se mais eficiente. Por exemplo, na resolução de um eventual problema num avião durante o voo por parte do piloto, muitas vezes o software não avalia tais situações, podendo em alguns casos ser vantajoso, enquanto noutros não o é.

Há, então, que ter todos os cuidados possíveis na selecção de situações em que se deve, ou não deve, dotar os agentes de comportamentos emotivos.

4 REFERÊNCIAS1. Hudlicka, Eva, What Are We Modeling When We Model Emotion?,

Março 2008

2. Nishio, Shuichi, Ishiguro, Hiroshi, Anderson, Miranda e, Hagita, Norihiro, Representing Personal Presence with a Teleoperated Android: A Case Study with Family, Março 2008

3. Olsen, Megan M., Harrington, Kyle e, Siegelmann, Hava T., Emotions for Strategic Real-Time Systems, Março 2008