Agentes Inteligentes e
Sistemas Multi-agente
Capítulo 10: Arquitecturas de
Agentes com Emoções
IST- 2003/2004
Ana Paiva
1
Índice

Porquê usar emoções?
 Teorias de emoções
•
Teorias de Appraisal:
- Modelo OCC
- Lazarus
•

Damásio e os marcadores somáticos
Exemplos de arquitecturas
A. Paiva
Porquê usar a emoção?

Mecanismo de controlo de baixo custo
 Verificação do modelo mental teórico do ser humano
 Sub-produto do processamento
 Melhoramento da interacção com os humanos
A. Paiva
Definições


Dicionário – “Estado psicorgânico, de tonalidade afectiva intensa
e breve, caracterizado por brusca *ruptura* de funções mentais
e/ou fisiológicas”
Budismo – “Algo que não tem nada em sua essência, nem
existência autónoma”
A. Paiva
Computação Afectiva: o que é?


Picard: “
A computação que se relaciona, surge
de, ou deliberadamente influencia as
emoções humanas”
Ou seja:
• Computação que permite
- Reconhecimento de emoções do utilizador
- Expressão de emoções pelo computador
A. Paiva
Teorias de Emoções

Como explicar determinados comportamentos dos humanos?

Exemplo: medo? Alegria?
A. Paiva
Aspectos importantes dos estados emocionais

Expressão facial e corporal
 Resposta Corpo (estados
fisiológicos: pressão sanguínea,
respiração, batimento cardíaco,
condutividade da pele)
 Estado Mental (“subjective
feeling”)
 Forma Agir (tendências de
acção)
 Forma Falar (alterações na voz)
•
•
Inconsciente ou Consciente
Individual ou Social
A. Paiva
Teoria James-Lange (1884)
•
Acções precedem emoções
• Situação > Interpretação Cérebro > Reacção
Fisiológica (suor, batimento cardíaco, adrenalina,
expressão facial)
• Finalmente vem a emoção
• Situação > Interpretação > Reacção > Cognição >
Emoção
A. Paiva
Teoria de James / Lange

1884 / 1890
A. Paiva
Teoria de Cannon / Bard

1920... 1927
• Contraria a primeira Teoria
• Primeiro vem a Emoção
• Depois vem as acções/reacções
• Situação > Interpretação > Cognição > Emoção >
Reacção

Mesma resposta fisiológica para o medo e para a
raiva
Injecções de adrenalina não provocam emoção

A. Paiva
Teoria da atribuição da activação (Por Schachter e
Singer em 1962
)
A. Paiva
Algumas Teorias de Hoje: Appraisal
•
•
Emoção envolve um estado dinâmico que consiste
em eventos físicos e cognitivos
Situação > Interpretação > Avaliação (appraisal) >
Emoção
A. Paiva
Teorias de appraisal

Trabalho de Frijda em 1986
Causa
Situação
Interpretação
Bem-estar
pessoal
A. Paiva
Convivência
com a situação
Emoção
Teorias de appraisal

Emoções são geradas e diferenciadas em função da
interpretação ou avaliação (appraisal) subjectiva
de uma situação ou acontecimento
A. Paiva
Teorias de appraisal

Como se explica a existência de várias emoções?
- Existem padrões de appraisal diferentes

Como se explicam as diferentes respostas emocionais
entre individuos e tempos diferentes?
- São as interpretações e não os eventos que
provocam as emoções

Porque é que diferentes situações podem levar à mesma
emoção?
- Têm o mesmo padrão de appraisal
A. Paiva
Teorias de appraisal

Como se explica a adequação das emoções às
situações?
- Sistema de appraisal evoluiu de modo a prever quando é
que certas respostas são mais eficazes

O que desperta a resposta emocional?
- Os próprios appraisals precedem e geram emoções

Como explicar os aspectos irracionais?
- Appraisals podem ser conflituosos ou involuntários
A. Paiva
Teoria OCC







Desenvolvido 1988 por Ortony, Clore e Collins
Estrutura cognitiva das emoções
Esquema de classificação para emoções comuns
Determinar uma emoção a partir de uma situação conjugada
com os objectivos e crenças
O modelo assenta essencialmente numa KB
Actua sobre um domínio de emoções
Baseado em reacções de valência aos eventos
A. Paiva
Teoria OCC

Emoções estão divididas em 3 categorias dependendo do
estímulo
•
•
•


Eventos > Objectivos ou Consequências (medo)
Agentes > Standards ou Acções (orgulho)
Objectos > Atitudes ou Aspectos (gostar)
Cada Categoria induz certos tipos de Emoções
É limitado em termos de emoções que afectem o conhecimento
A. Paiva
Modelo
OCC
A. Paiva
Aplicações da teoria OCC




OZ project (CMU)
S2A (GAIPS)
Agentes de comércio electrónico (E. André)
Agentes em histórias (C. Eliott) e (GAIPS)
A. Paiva
OZ



Iniciado em 1992 por Prof. Joe Bates na University of
Carnegie Mellon
Drama Interactivo
Permite a autores criar e representar drama interactivamente
A. Paiva
OZ group: Arquitectura do sistema
A. Paiva
OZ- Arquitectura dos personagens
A. Paiva
OZ- O cenário
A. Paiva
OZ- Noção de “Credibilidade”

Credibilidade “Agentes que interagem com o
utilizador e que levam o utilizador a perder a
descrença e acreditar no agente como “vivo”.
A. Paiva
Exemplo1: S2A
A. Paiva
Personality
Agente :Tristão
Myers - Briggs
Big5 / AB5C facets
cautious, rational,
purposeful, controlled
pleased
displeased
passionate frighten
Situation Sketching
avoiding plane
following preys
World Model
preys
- easy to get
sardines
- speed
- appeal
A. Paiva
Behavior Features
Isolda
- happiness
Interest Filters
entities
Isolda
preys
action patterns
explore plane
run away
Goals
eat
F10%
chase
breathe
explore
S
move
up
N
get
close
E-Reactions
e-thresholds
A. Paiva
e-decay
OCC base emotion classes
aspects of
objects
(appeal)
love
hate
E-Reactions
attraction ER
Isolda +
plane A. Paiva
OCC base emotion classes
aspects of
objects
consequence
of events
(appeal)
(pleasingness)
self
prospect
relevant
hope
fear
satisfaction
fears-confirmed
relief
disappointment
A. Paiva
other
prospect
irrelevant
E-Reactions
prospect ER
breathe (s-,f+)
eat (s+,f+)
OCC base emotion classes
aspects of
objects
consequence
of events
(appeal)
(pleasingness)
self
prospect
relevant
other
prospect
irrelevant
joy
distress
happy-for
pity
gloating
resentment
E-Reactions
event ER
call me +
come close A. Paiva
OCC base emotion classes
aspects of
objects
(appeal)
consequence
of events
actions of agents
(pleasingness)
(approval)
self
other
pride
shame
gratification
remorse
admiration
reproach
gratitude
anger
E-Reactions
attribution ER
explore plane +
give up prey A. Paiva
Goals
eat
F10%
chase
breathe
Resources
explore
S
N
get
close
move
up
E-Reactions
A. Paiva
e-thresholds
e-decay
attraction ER
Isolda +
plane -
event ER
call me +
come close -
prospect ER
attribution ER
breathe (s-,f+) explore plane +
eat (s+,f+)
give up prey -
Action Planning
Reasoning Rules
Mind
event pool
Action
Phase
Perception
Phase
filters, world model,
goals, emotions,
behaviour features,
resources
Reaction
Phase
A. Paiva
Reasoning
Phase
improvisation
directives
Perception Phase
mind
event pool
Visibility Filtering
Interest Filtering
Goal Update
goals
Emotional Reaction
Behaviour Feature
Update
Reaction Phase
resources
Action Phase
world
model
Immediate World
Model Update
Production Rules
character
event pool
filters
emotions
behaviour
features
Production Rules
Reasoning Phase
A. Paiva
improvisation
directives
S2A: O que se ganhou com as emoções?



*Facilidade* de criar agentes diferentes com diferentes personalidades
de uma forma rápida.
Uma questão de produção rápida de personagens sintéticos.
Agentes mais credíveis.
A. Paiva
Modelo OCC

Críticas:
•
•
•
•
Demasiado complexo para ser usado em agentes
(não é verdade)
Falta função de história (não trata bem a dinâmica
das emoções)
Falta função de interacção
Fraca ligação com a “acção”.
A. Paiva
António Damásio e os Marcadores Somáticos

Hipótese colocada por António Damásio
•
•
•
Acontecimentos positivos ficam associados a uma marca
positiva
Acontecimentos negativos ficam associados a uma marca
negativa
Atalho no processo de raciocínio
A. Paiva
Marcador Somático
A. Paiva
Marcador Somático
A. Paiva
Marcador Somático
A. Paiva
Exemplos de Sistemas e Arquitecturas
A. Paiva
Cathexis

Composto por 4 componentes
•
•
•
•
Sistema de comportamentos
Sistema motor
Estímulos internos
Gerador de emoções
A. Paiva
Cathexis
A. Paiva
Cathexis

Emoções básicas são famílias de estados afectivos
•

Ex: Medo, Terror, Pânico
Emoções básicas
•
Raiva, Medo, Tristeza, Alegria, Nojo, Surpresa
A. Paiva
Simón, the Toddler
A. Paiva
Yuppy
A. Paiva
eMuu
Um robot para interagir num
ambiente
de casa “ambient intelligence”
A. Paiva
eMuu
A. Paiva
eMuu
A. Paiva
eMuu
A. Paiva
A família
A. Paiva
Kismet: MIT Media Lab
Calma
Interesse
Raiva
Alegria
Tristeza
Surpresa
Nojo
A. Paiva
Kismet
A. Paiva
Kismet
A. Paiva
Kismet e Infanoid
A. Paiva
Kismet: Videos
A. Paiva
Projecto CogAff


Liderado por Aaron Sloman (Universidade de Birmingham)
Estrutura para:
•
•
Pensar sobre arquitecturas
Comparar e avaliar arquitecturas
A. Paiva
Projecto CogAff
A. Paiva
Projecto CogAff
A. Paiva
Projecto CogAff
A. Paiva
VICTEC

Objectivo: Criar empatia entre
agentes e agentes e humanos.
A. Paiva
Arquitectura

Baseada em OCC e Lazarus
(com mecanismos de “coping”)
A. Paiva
Demo
A. Paiva
Referências












Gleitman, H., Psicologia, Fundação Calouste Gulbenkian
Damásio, A., O Erro de Descartes: Emoção, Razão e Cérebro Humano, publicações
Europa-América
Ortony, Clore and Colins “The Cognitive Structure of Emotions”, Cambridge
University Press.
Scheutz, M., Agents with or without Emotions?
Ventura, R., Custódio, L., Pinto-Ferreira, C., Artificial Emotions Good bye Mr. Spock!
Ventura, R., Pinto-Ferreira, C., Emotion-based Agents: Three approaches to
implementation (Preliminary Report)
Roseman, I., Smith, C., Appraisal Theory: Overview, Assumptions, Varieties,
Controversies
Bartneck, C., eMuu – An Embodied Emotional Character for the Ambient Intelligent
Home
Velásquez, J., Modeling Emotions and Other Motivations in Synthetic Agents
Ruebenstrunk, G., Emotional Computers Computer models of emotions and their
meaning for emotion-psychological research
(http://www.ruebenstrunk.de/emeocomp/11e.htm)
http://www.bartneck.de
CogAff Project (http://www.cs.bham.ac.uk/research/cogaff/)
A. Paiva
Referências




Prendinger, H., Ishizuka, M., Appraisal and Filter Programs for Affective
Communication
Adamatti, D., Bazzan, A., A Framework for Simulation of Agents with
Emotions
Martinho, C., Paiva, A., Developing Pathematic Agents
Bates, J., Loyall, A., Reilly, W., Integrating Reactivity, Goals and Emotion in
a Broad Agent
A. Paiva
Cathexis

Gerador de emoções
•
Rede de proto-especialistas
A. Paiva
Projecto CogAff

Sheep dog demo
A. Paiva