Afecto y emoción en agentes artificiales

Zusammenfassung

Cada vez es más claro que la emoción y el afecto son centrales en la cognición. También en el campo de la inteligencia artificial existe un gran interés en modelar el afecto y las emociones. El reconocimiento automático de las emociones humanas ha avanzado considerablemente en la última década, así como la expresividad del afecto y de las emociones en los agentes artificiales. Sin embargo, la cuestión principal no resuelta es cómo la información afectiva observada afecta a los agentes y cómo la vida afectiva de los agentes evoluciona con el tiempo, ya que es capaz de responder e interactuar de manera convincente y creíble. Uno de los primeros problemas a enfrentar cuando se trata de conceptos tales como afecto, sentimientos, emociones y estados de ánimo, es que estos están mal definidos. De la psicología popular y el uso cotidiano sabemos su significado, sin embargo al formular definiciones los investigadores difieren considerablemente en sus conceptualizaciones. Esto es cierto en la psicología y aún más en la informática. Se ha realizado un estudio de cómo el afecto y las emociones se conceptualizan en la psicología, lo que ha llevado al uso de una clara definición de los conceptos de emoción, estado ánimo y el afecto. En el núcleo de todos los sentimientos y emociones afectivas están las sensaciones corporales. Estas sensaciones corporales se conceptualizan como Core Affect, que consisten en dos dimensiones: sensaciones de desagradable - agradable (valencia) y pasividad - activación (excitación). La valencia y la excitación pueden existir sin haber sido etiquetadas por la conciencia. Las emociones son el resultado de un proceso de construcción psicológico, con uno de sus ingredientes principales la sensación corporal experimentada actualmente, el Core Affect. Se ha realizado una revisión de los modelos computacionales actualmente disponibles para simular el afecto y las emociones. Este estudio ha sido doble: hemos evaluado si los modelos actualmente disponibles utilizan una clara conceptualización de lo que es afecto y emociones y al mismo tiempo identificamos las dificultades existentes en los actuales modelos computacionales de afecto y emoción, por ejemplo, agentes con un comportamiento determinista y predecible y la dificultad para manejar emociones conflictivas. Basándonos en estos hallazgos, hemos propuesto una arquitectura para agentes con una vida afectiva simulada. Esta arquitectura tiene en cuenta la práctica actual del diseño de agentes, suya estructura general exhibe un esquema de percepción-pensamiento-acción (PTA), y la conceptualización de la emoción como el resultado de un proceso cognitivo en el cual la cognición y el Core Affect son clave. Al agregar Core Affect, y al tener que influir recíprocamente en los elementos de arquitectura PTA estándar, se crea una arquitectura de agente capaz de afecto y emoción. A continuación, desarrollamos el modelo de Core Affect, incluyendo su dinámica interna y cómo puede ser influenciado por eventos afectivos externos. Core Affect funciona como una memoria afectiva y su dinámica es el corazón de la vida afectiva del agente. También modelamos cómo Core Affect puede retroalimentar los elementos PTA en la arquitectura usando áreas de sensación (feeling areas). A su vez, las áreas de sensación son clave en el proceso de construcción de emociones a nivel cognitivo. Para ayudar a los diseñadores a utilizar la arquitectura propuesta y el modelo de Core Affect en aplicaciones reales, hemos desarrollado una metodología para la creación de agentes afectivos. La metodología es elaborada y completa. Entre otros, proporciona un método para pasar definiciones de personalidad de alto nivel a valores concretos de parámetros del modelo para la simulación de la vida afectiva, y muestra varios métodos para realizar el proceso de construcción de emociones. La metodología se demuestra y se discute con ejemplos prácticos. RESUMEN (en Inglés) It has increasingly become clear that emotion and affect are central in cognition. Also in the field of artificial intelligence there is great interest in modeling affect and emotions. Automatic recognition of human emotions has advanced considerably in the last decade, as also the expressivity of affect and emotions in artificial agents. However, the main unresolved question remains how observed affective information impacts agents and how the affective live of agents evolves in time, for it being able to respond and interact in a convincing and believable way. One of the first issues to confront when dealing with concepts such as affect, feelings, emotions, and moods, is that these are poorly defined. From folk psychology and everyday use we know their meaning, however when formulating definitions researchers differ considerably in their conceptualizations. This is true in psychology and even more so in computer science. A study has been performed of how affect and emotions are conceptualized in psychology, which has led to the use of a clear working definition of the otherwise fuzzy concepts of emotion, mood, and affect. At the core of all affective feelings and emotions are bodily sensations. These bodily sensations are conceptualized as Core Affect, which consist of two dimensions: sensations of unpleasantness – pleasantness (valence) and passiveness – activation (arousal). Valence and arousal can exist without having been labeled by consciousness. Emotions are the result of a psychological construction process, with has as one of its principal ingredients the currently experienced Core Affect bodily sensation. A review of currently available computational models for simulation of affect and emotions has been made. This study has been twofold: we have evaluated if the currently available models use a clear conceptualization of what affect and emotions are, and at the same time identify the existing difficulties in current computational models of affect and emotion, for example, deterministic and predicable agent behavior and the difficulty with dealing with conflicting emotions. Based upon these findings we have proposed an architecture for agents with a simulated affective life. This architecture brings the current practice of agent design, which generally structured in a perception-thinking-action (PTA) scheme, together with the conceptualization of emotion as being the result of a cognitive process in which both cognition and Core Affect are key. By adding Core Affect, and having it reciprocally influence the standard PTA architecture elements, an affect capable agent architecture is created. Next we developed the Core Affect model, including its internal dynamics and how it can be influenced by external affective events. Core Affect functions as an affective memory and its dynamics is at the core of agent affective life. We also model how Core Affect can feed back to the PTA elements in the architecture using feeling areas. In turn, feeling areas are key in the process of emotion construction at the cognitive level. To assist designers into bringing the proposed architecture and core affect model to real world applications, we have developed a methodology for affective agent creation. The methodology is elaborate and complete. Among others, it provides a means to go from high level personality trait definitions to concrete model parameter settings for affective life simulation, and several methods to realize emotion construction are discussed. The methodology is demonstrated and discussed with practical hands-on examples from an illustrative use-case scenario.