Dra. Sandra Baldassarri sandra@unizar.es

Computación Afectiva.

“There can be no knowledge without emotion. We may be aware of

a truth, yet until we have felt its force, it is not ours. To the cognition

of the brain must be added the experience of the soul.”

Arnold Bennett (1867-1931)

Resumen

La computación afectiva es el área que se centra

en investigar cómo se usan las emociones en

los sistemas informáticos. Para ello

abordaremos los siguientes temas:

– ¿Qué son las emociones?

– ¿Qué papel tienen las emociones? ¿son importantes?

¿para qué?

– ¿Qué es la computación afectiva y cómo se puede

llevar a cabo?

– ¿Es útil la computación afectiva? Algunos ejemplos...

Aspectos afectivos e IPO

• La IPO tradicionalmente se ha ocupado de diseñar sistemas eficientes y efectivos.

• Actualmente busca sistemas interactivos afectivos en los que: – El ordenador sea capaz de detectar emociones. – Las tecnologías permitan dar la impresión de poseer emociones. – El sistema sea capaz de provocar emociones positivas en el

usuario.

Diseño Afectivo

• Un sistema capaz de reconocer y responder a los estados afectivos del usuario mejoraría de forma significativa la interacción haciéndola más natural, agradable y efectiva.

El papel de las emociones: hitos

• En 1994 Antonio Damasio, un famoso neurocientífico, publica el libro El error de Descartes en el que establece la necesidad de las emociones para la inteligencia.

• In 1996 Daniel Goleman publica Inteligencia Emocional.

• En 1997 Rosalind Picard (MIT) publica el libro Affective Computing.

• Desde entonces muchos investigadores en Inteligencia Artificial se

han convencido del papel esencial de las emociones y han desarrollado modelos que las tienen en cuenta.

¿Qué son las emociones?

• El afecto en psicología hace referencia a la capacidad de sentir.

Se suele distinguir entre:

• Emoción: proceso de corta duración relacionado con cosas/personas (alegría, vergüenza, enfado, tristeza,…)

• Estado de ánimo: procesos de mayor duración en el tiempo.

• Personalidad: predisposición a reaccionar de una determinada manera frente a los estímulos.

¿Qué son las emociones?

• Emociones comunes: alegría, tristeza, miedo,

enfado, sorpresa, disgusto

• Las emociones son reacciones psicofisiológicas

que representan modos de adaptación a ciertos

estímulos: – Sentimientos subjetivos (la emoción a la que nos referimos)

– Tendencia a hacer algo (preparación de una acción)

– Expresión de la emoción (facial, corporal,…)

– Evaluación de la situación (evaluación congitiva, pensada)

– Activación fisiológica (ritmo cardíaco, ritmo respiratorio)

¿Qué son las emociones?

Hay dos grandes familias de teorías sobre las emociones:

• Teorías Neurológicas: la emoción es un estado mental debido a la influencia de ciertas sustancias químicas (p.j. hormonas) en el cerebro límbico.

• Sin embargo, hallazgos recientes han demostrado que el sistema limbico no es central para las emociones.

• Teorías Cognitivas: las emociones son una heurística para procesar información en el dominio cognitivo.

• La Teoría de los dos factores dice que la valoración de la situación junto con el estado fisiológico del cuerpo crea la respuesta emocional. La emoción tiene, por tanto, dos factores.

¿Qué son las emociones?

• Sin embargo, no hay consenso sobre muchas de las cuestiones relacionadas con las emociones:

– ¿Es la sorpresa una emoción?

• Algunos piensan que siempre, otros que sólo a veces

– ¿Se puede sentir una emoción sin ser consciente de ella?

• Ej: celos, encaprichamiento

– ¿Debe tener una emoción para serlo alguna manifestación fisiológica medible?

– ¿Es capaz un feto de sentir emociones?

• Ej: ¿puede ser capaz de preocuparse por cómo irá el nacimiento?

¿Qué son las emociones?

• Expresión de las emociones: A pesar de la diversidad de

teorías sobre las emociones, en lo que hay consenso es

en las propiedades observables de las emociones.

Evidentes para los demás:

• Expresión facial

• Entonación de voz

• Gestos

• Movimientos

• Postura

• Dilatación de pupilas

• Color de la piel

No tan evidentes para los demás:

• Respiración

• Latidos, pulso

• Temperatura

• Sudoración

• Potenciales de acción de músculos

• Presión sanguínea

¿Son importantes las emociones?

• Emociones e Inteligencia:

Frente a la contraposición tradicional entre emoción e intelecto, las teorías más recientes indican la importante influencia de las emociones en los mecanismos del pensamiento racional.

• En particular las emociones parecen jugar un esencial en: • El aprendizaje

• La memoria a largo plazo

• La toma de decisiones.

¿Son importantes las emociones?

• Damasio basa sus argumentos en dos ejemplos:

• Phonies Gage: En 1848, una explosión accidental le

destroza la parte frontal izquierda de su cerebro.

– “Sobrevive, pero a pesar de haber sido antes del accidente una

persona equilibrada y un inteligente hombre de negocios, se

convierte en una persona inconstante, irreverente, blasfema, y

que muestra poco deferencia hacia sus amigos. Se vuelve

impaciente y obstinado, caprichoso y vacilante, incapaz de fijar

ningún plan de futuro. Sus amigos dicen que ya no es él.”

¿Son importantes las emociones?

Damasio basa sus argumentos en dos ejemplos:

• Elliot (paciente de Damasio): Debido a un tumor

cerebral y a la subsiguiente operación sufre un daño en

el lóbulo frontal izquierdo. Como Gage, experimenta un

gran cambio de personalidad.

– Se trataba de un hombre de éxito en los negocios y en la vida

familiar. Tras la operación se vuelve impulsivo y sin

autodisciplina. Es incapaz de tomar decisiones, persevera en

tareas sin importancia y es incapaz de establecer prioridades.

Pierde a la familia, se endeuda y es incapaz de conservar ningún

trabajo.

¿Son importantes las emociones?

• Ambos pacientes mantienen una alta capacidad

intelectual según los tests convencionales de

inteligencia.

• Pero han perdido ciertos tipos de reacciones

emocionales.

Computación Afectiva

• “If we want computers to be genuinely intelligent and to interact naturally with us, we must give computers the ability to recognize, understand and even to have and express emotions”

Rosalind Picard (MIT)

Affective Computing

MIT Press 1997

Computación Afectiva

La Computación Afectiva es un campo emergente cuyo objetivo es

el desarrollo de sistemas inteligentes capaces de dotar a un

ordenador con la habilidad de reconocer, interpretar, procesar y

expresar emociones.

Expresión de las emociones a

través diferentes canales, visibles

o no visibles: expresiones faciales,

gestos, voz, señales biológicas…

Computación Afectiva: capturar la

información afectiva y analizarla

para mejorar la interacción con el

usuario.

Computación Afectiva

Concretamente, un ordenador debe ser capaz de:

• Reconocer emociones

• Expresar emociones

• Sentir emociones

• Poseer Inteligencia emocional

Reconocer emociones

La captura y reconocimiento de las emociones se suele basar en:

– La voz (modulación, tono, volumen)

– Las expresiones faciales o corporales

– Señales biológicas:

– resistencia galvánica de la piel

– electromiogramas

– temperatura

– pulso

– …

Reconocer emociones

Reconocer emociones

• Captura y reconocimiento del estado afectivo del usuario

en tiempo real

• Aplicación a los videojuegos

Clasificación emocional facial

Expresar emociones

¿Cómo demostramos las emociones?

– El requerimiento básico es tener canales de comunicación que permitan comunicar las emociones a través de ellos: • voz (entonación, velocidad)

• imagen (cuerpo, cara, movimiento)

Expresar emociones

• La forma más usual de expresar (y reconocer) emociones es a través de las expresiones faciales.

Expresión de emociones en actores virtuales

Kismet

Sentir emociones

• R. Picard propuso un modelo de cinco componentes,

todas ellas necesarias en un sistema que “tenga”

emociones:

– Emociones emergentes (Mac sonriendo al arrancar)

– Emociones primarias (innatas, reactivas)

– Emociones cognitivas (satisfacción por un logro)

– Experiencia emocional

– Consciencia de las propias emociones

– Manifestaciones fisiológicas

– Interacciones cuerpo-mente

– Las emociones afectan a la cognición

Inteligencia emocional

Un ordenador con inteligencia emocional debería

ser capaz de:

• Entender y expresar sus emociones

• Regular sus emociones

• Reconocer las emociones en otros (cuáles son sus

motivaciones, preferencias, etc..)

• Utilizar las emociones con uno mismo y con los demás

para generar comportamientos adaptativos y plantear

objetivos cognitivos avanzados (aprendizaje,

creatividad, motivación, etc.).

Emociones y arquitecturas

• Los estados afectivos/emociones posibles en un

organismo o máquina van a depender de la

arquitectura de procesar información que

posean.

• Hay tres niveles:

• reactivo

• deliberativo

• meta-gestión (meta-management)

Emociones y arquitecturas

De manera análoga se pueden agrupar las emociones en

tres clases:

• Emociones primarias: Las más antiguas desde el punto de

vista evolutivo; dependen únicamente de mecanismos

reactivos

• Emociones secundarias: Se basan en mecanismos

deliberativos

• Emociones terciarias: A veces no se distinguen de las

secundarias. Implican la interrupción del auto-control, e.g. la

pérdida del control de la atención.

Estas clases no son excluyentes; los tres tipos de procesos

pueden coexistir en situaciones complejas.

Emociones primarias

• Ejemplos de emociones primarias en humanos:

– Sobresaltarse por un ruido muy alto

– Aterrorizarse cuando una roca se te viene encima

– Sentir nauseas debido al un olor espantoso.

• En las emociones primarias los sensores lanzan un mecanismo de

alarma reactivo que provoca cambios en los estados internos y

motores.

• Versiones simples ocurren incluso en insectos

• En los humanos a veces se acompañan de procesos más

sofisticados de tipo secundario o terciario.

Emociones secundarias

• Ejemplos, cuando tú:

– Tienes miedo de que el puente que estás cruzando se caiga

– Te sientes aliviado al llegar al otro extremo

– Estás preocupado por lo que debes de decir en una entrevista

– Estás indeciso sobre si anular o no las vacaciones o no

– Disfrutas de las perspectivas de éxito del esfuerzo.

• Las emociones secundarias se generan por pensamientos que

tienen que ver lo que podría pasar, lo que podría haber pasado,

mientras que las primarias se generan por hechos actuales.

• Requieren por tanto de capacidades deliberativas

Emociones terciarias

• Ejemplos: tú estás,

• Encaprichado por alguien que acabas de conocer

• Abrumado por la pena

• Abrumado por la culpa por haber traicionado a un amigo

• Obsesionado por los celos que te provoca el éxito de tu colega.

• Implican una interrupción de los proceso de auto-monitorización y

auto-control: se pierde el control del los procesos de pensamiento.

• Una arquitectura que las quiera tener en cuenta ha de permitir

interrupciones o modulaciones de este tipo

Aplicaciones

• Tutores “afectivos” (MIT, USA)

Aplicaciones

Computación afectiva y autismo

• Aplicaciones adaptables para personas con

autismo

Aplicaciones

La interacción afectiva:

• Si el usuario no puede leer el texto de la pantalla (se acerca)

¡ESCRIBESELO MAS GRANDE!

• Si el usuario del call centre está enfadado

¡REDIRIGELO A UN OPERADOR HUMANO!

•Si el usuario no está familiarizado con usa el ratón o el teclado

¡PERMITE LOS COMANDOS HABLADOS O LOS

GESTOS CON LAS MANOS!

•Si el usuario no se siente cómodo leyendo de la pantalla

¡QUE UN PERSONAJE VIRTUAL SE LO LEA!

Aplicaciones

Kismet (C. Breazel)

• Uso de una cabeza robótica humanoide que expresa

emociones para estudiar:

– El efecto de las emociones en la IPO

– Aprendizaje de comportamientos sociales de los robots durante

juegos entre humanos y robots

Aplicaciones

Kismet: tabla de respuestas emocionales

Aplicaciones

Robots de compañía

• Aibo (Sony, Japón)

• I-Cat (Philips, NL)

• Paro (Wanda et al, Japón)

• Huggable (MIT, USA)

Aplicaciones

SIMS 2

• Entretenimiento: las emociones se utilizan para dar más

realismo a los videojuegos

Intérprete virtual de Español a LSE Tutores virtuales

Presentadores virtuales

http://giga.cps.unizar.es/affectivelab

Aplicaciones

Juegos para niños

Algunas consideraciones éticas

- Los ordenadores sin emociones no son creativos ni inteligentes, pero: Un ordenador emocional ¿podría llegar a ser peligroso?

Un ordenador enfadado ¿podría actuar contra nosotros?

Un ordenador capaz de influenciar nuestras emociones ¿nos

podría “lavar el cerebro”?

- ¿Pueden los robots sociales realmente reducir la sensación de soledad?

- Sobre los personajes o agentes virtuales: ¿nos gusta que tengan respuestas emocionales? ¿en todos los casos?

¿cuándo nos resultan creíbles?

¿con cuáles nos sentimos más cómodos?

Bibliografía

• Libros • Rosalind Picard (1997). Affective Computing. MIT Press

• Jimmy Or, Ed. (2008). Affective Computing: Focus on Emotion

Modelling, Synthesis and Recognition. InTech Education and

Publishing

• Artículos de investigación • Rosalind Picard (2003). Affective Computing: Challenges.

International Journal of Human-Computer Studies

• Report: Being Human: Human-Computer Interaction in the

year 2020 http://research.microsoft.com/en-

us/um/cambridge/projects/hci2020/download.html