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¿Qué es la computación afectiva?

La gente espera poseer y utilizar computadoras más humanas e inteligentes. En términos de interacción persona-computadora, desde humanos que operan computadoras hasta computadoras que ayudan a los humanos; desde humanos que giran alrededor de computadoras hasta computadoras que giran alrededor de personas, han pasado de ser cognitivos a intuitivos; Obviamente, para lograr estos cambios, las computadoras en la interacción persona-computadora deben ser emocionalmente capaces. La investigación en informática afectiva intenta crear un sistema informático que pueda sentir, reconocer y comprender las emociones humanas y dar respuestas inteligentes, sensibles y amigables a las emociones humanas.

Las emociones se utilizan para expresar diferentes experiencias internas (como emociones, estados de ánimo, preferencias). Las emociones se utilizan para expresar experiencias internas muy breves pero intensas, mientras que las emociones o estados se utilizan para describir experiencias internas de baja intensidad pero duraderas. La emoción es el mantenimiento o cambio de una determinada relación entre las personas y el entorno. Cuando las cosas o situaciones objetivas se ajustan a las necesidades y deseos de las personas, despertarán las emociones positivas de las personas; cuando no se ajustan, despertarán las emociones negativas de las personas.

Las emociones tienen tres componentes: (1) experiencia subjetiva, es decir, la sensación que tiene un individuo de diferentes estados emocionales; 2) expresión externa, es decir, expresión, que es una forma cuantificada de las acciones de varias partes del cuerpo cuando se produce un estado emocional. Las expresiones incluyen expresiones faciales (patrones de cambios de los músculos faciales), expresiones posturales (expresiones y movimientos de otras partes del cuerpo), expresiones de entonación (cambios en el tono, ritmo y velocidad del habla); (3) Activación fisiológica, es decir, la activación; Procesos fisiológicos que producen emociones Las reacciones son niveles de activación fisiológica con diferentes patrones de respuesta.

En general, el importante papel de las emociones se refleja principalmente en cuatro aspectos: las emociones son herramientas psicológicas para que las personas se adapten a la supervivencia, pueden estimular la motivación de actividades y comportamientos psicológicos, son organizadoras de actividades psicológicas, y también son la guía para las relaciones interpersonales. Desde la perspectiva de la evolución biológica, podemos dividir las emociones humanas en emociones básicas y emociones complejas. Las emociones básicas son innatas y tienen mecanismos neurofisiológicos independientes, experiencias internas y manifestaciones externas, así como diferentes funciones adaptativas. Las personas tienen cinco emociones básicas, a saber, felicidad cuando el objetivo actual está progresando, ansiedad cuando el objetivo de autoprotección se ve amenazado, tristeza cuando el objetivo actual no se puede lograr y enojo cuando el objetivo actual se frustra o se bloquea, lo que va en contra del objetivo actual. gusto (gusto) objetivo de disgusto. Las emociones complejas surgen de diferentes combinaciones de emociones básicas.

La medición de la emoción incluye la medición de dimensiones emocionales, expresiones e indicadores fisiológicos. Por ejemplo, para determinar el nivel de ansiedad de una persona, puede utilizar un cuestionario para medir sus sentimientos subjetivos, registrar y analizar la actividad de los músculos faciales para medir sus expresiones faciales, utilizar un esfigmomanómetro para medir la presión arterial, analizar muestras de sangre y detectar el nivel. de adrenalina en la sangre.

La determinación de las dimensiones emocionales es de gran importancia para la medición de las emociones, porque sólo determinando las dimensiones emocionales se puede realizar una evaluación más precisa de la experiencia emocional. La dimensión emocional es bipolar. Por ejemplo, la excitación emocional se puede dividir en dos polos: excitación y calma. La excitación se refiere a un estado emocional intenso y definido, y la calma se refiere a un estado emocional estable y tranquilo. La teoría de la dimensión emocional de la psicología cree que un espacio compuesto de varias dimensiones contiene todas las emociones humanas. Sin embargo, los investigadores no han llegado a una comprensión clara de si las emociones son bidimensionales, tridimensionales o cuatridimensionales. Según la teoría bidimensional de la emoción, la emoción tiene dos dimensiones importantes: (1) placer (algunas personas han propuesto utilizar acercamiento-escape para reemplazar el placer), es decir, el grado de asociación entre la energía corporal y la emoción); estado emocional. Se descubrió que el reflejo de choque se puede utilizar como una medida fisiológica de placer y la respuesta galvánica de la piel como una medida fisiológica de excitación.

Se han utilizado muchos indicadores fisiológicos en la investigación sobre la interacción persona-computadora, como los niveles de cortisol, la frecuencia cardíaca, la presión arterial, la respiración, la actividad electrodérmica, el sudor de las manos, el diámetro de la pupila, los potenciales relacionados con eventos y la electricidad cerebral. , etc. El registro de indicadores fisiológicos requiere equipos y técnicas especiales y, a veces, a los investigadores les resulta difícil distinguir los efectos de diversos factores de confusión en los indicadores fisiológicos registrados durante la medición. El contenido de la investigación de la computación afectiva incluye la adquisición y modelado en tiempo real de información emocional dinámica en un espacio tridimensional, reconocimiento y comprensión de emociones basado en características de series de tiempo dinámicas y multimodales, teoría y métodos de fusión de información, generación automática de emociones y múltiples -Teoría de la expresión modal de la emoción, el establecimiento de una biblioteca de recursos de datos emocionales dinámicos a gran escala basada en características fisiológicas y de comportamiento.

Los principales laboratorios de tecnología de la información de Europa y Estados Unidos están intensificando la investigación sobre sistemas informáticos afectivos. La Universidad de Cambridge, el MIT, Philips y otros han desarrollado este campo mediante la implementación de proyectos de investigación científica como "inteligencia ambiental", "reconocimiento ambiental" y "hogar inteligente".

Por ejemplo, el sistema de computación emocional desarrollado por el Equipo de Computación Emocional del MIT Media Lab recopila datos a través de cámaras que registran expresiones faciales y biosensores conectados al cuerpo humano, y luego un "asistente emocional" ajusta el programa para reconocer las emociones humanas. Si está confundido acerca de una parte de una conferencia televisada, el asistente de estado de ánimo reproducirá la parte o le dará una explicación. Investigadores del Proyecto Oxígeno del MIT y un grupo de trabajo del IMEC en Bélgica creen que desarrollar una "navaja suiza" que integre varias tecnologías de aplicaciones puede ser la clave para proporcionar servicios informáticos afectivos móviles. En la actualidad, el foco de investigación de la computación afectiva en nuestro país es obtener las señales características fisiológicas y de comportamiento causadas por las emociones humanas a través de varios sensores, establecer un "modelo de emoción" y así crear un sistema de computación de emociones personal. Los contenidos de la investigación incluyen principalmente procesamiento de expresiones faciales, métodos de modelado de computación emocional, procesamiento del habla emocional, procesamiento de actitudes, análisis emocional, interfaz natural humano-computadora, robots emocionales, etc.

La contextualización es un nuevo punto caliente en la investigación de la interacción persona-computadora. Las características de la capacidad de comunicación de una interfaz humano-computadora natural, armoniosa e inteligente incluyen: (1) Comunicación natural: poder ver, escuchar, hablar y tocar (2) Comunicación activa: hacer preguntas cuando se tienen expectativas y formular; ajustes oportunos; (3) Comunicación efectiva: ser capaz de mantenerse sensible a los cambios en las situaciones, comprender las emociones e intenciones de los usuarios y brindar diferentes comentarios y apoyo a diferentes usuarios, entornos y tareas. La realización de estas características depende en gran medida de los nuevos avances en la ciencia psicológica y la ciencia cognitiva en el estudio de la inteligencia y las emociones humanas. Necesitamos saber cómo las personas perciben el entorno, qué emociones e intenciones tienen y cómo responden apropiadamente, para ayudar a la computadora a percibir correctamente el entorno, comprender las emociones e intenciones del usuario y dar respuestas apropiadas. Por lo tanto, la "inteligencia" de la interfaz humano-computadora no solo debe tener una alta inteligencia cognitiva, sino también una alta inteligencia emocional. Sólo así podremos resolver eficazmente los problemas de conciencia de la situación, la generación y comprensión de emociones e intenciones, y la respuesta. Problemas de reacción y respuesta en la interacción persona-computadora.

Evidentemente, la comunicación emocional es un proceso complejo, que no sólo se ve afectado por el tiempo, el lugar, el entorno, las personas, los objetos y las experiencias, sino también las expresiones faciales, el lenguaje, los movimientos o el contacto físico. En la interacción persona-computadora, las computadoras necesitan capturar información clave, percibir los cambios emocionales de las personas, formar expectativas, hacer ajustes y responder. Por ejemplo, al modelar diferentes tipos de usuarios (p. ej., modos de funcionamiento, características de expresión, preferencias de actitud, estilos cognitivos, conocimientos previos, etc.), se puede identificar el estado emocional del usuario y se pueden utilizar pistas efectivas para seleccionar un usuario apropiado. modelo (por ejemplo, basado en modelos de usuarios posibles que proporcionen activamente las expectativas correspondientes para información efectiva) y presente la información de una manera adecuada para el tipo de usuario actual (como método de presentación, método de operación, soporte de decisiones relacionado con conocimientos previos, etc.). ). Al mismo tiempo que se proporciona retroalimentación instantánea sobre las operaciones actuales, también es necesario formar nuevas expectativas sobre las intenciones detrás de los cambios emocionales, activar la base de datos correspondiente y proporcionar de manera proactiva nueva información que los usuarios necesitan de manera oportuna.

La informática afectiva es un campo tecnológico altamente integrado. Mediante la combinación de ciencias de la computación, ciencias psicológicas y ciencias cognitivas, es posible estudiar las características emocionales en el proceso de interacción entre humanos y computadoras, diseñar un entorno de interacción persona-computadora con retroalimentación emocional y realizar la interacción emocional entre humanos y computadoras. Hasta ahora, se han logrado algunos avances en las expresiones faciales, el análisis de gestos, el reconocimiento de emociones y la expresión del habla.

En la actualidad, los desafíos que enfrenta la investigación en computación afectiva todavía son multifacéticos: (1) La adquisición y modelado de información emocional, como la adquisición, descripción y modelado paramétrico detallados y precisos de información emocional, la adquisición y modelado de datos emocionales, bases de datos masivas, modelos teóricos de computación emocional de múltiples funciones (2) reconocimiento y comprensión de emociones, como reconocimiento y comprensión de emociones multimodales (3) expresión emocional, como expresión emocional multimodal; (imágenes, sonidos, características fisiológicas, etc.), y El impacto de las escenas naturales en las características fisiológicas y de comportamiento (4) Lograr una humanización natural y armoniosa y una interacción inteligente entre humanos y computadoras; Por ejemplo, los sistemas informáticos afectivos necesitan integrar grandes cantidades de datos ampliamente distribuidos y luego presentarlos a cada usuario de forma personalizada.

La informática afectiva tiene amplias perspectivas de aplicación. Al adquirir, clasificar, identificar y responder a las emociones humanas, las computadoras pueden ayudar a los usuarios a obtener un sentimiento eficiente y amigable, reducir efectivamente la frustración de las personas cuando usan las computadoras e incluso ayudar a las personas a comprender el mundo emocional de ellos mismos y de los demás. El diseño emocional de las computadoras puede ayudarnos a aumentar la seguridad en el uso de los equipos, humanizar la experiencia y optimizar la función de aprendizaje de las computadoras como medio. En la recuperación de información, la precisión y eficiencia de la recuperación inteligente de información se pueden mejorar mediante la función de análisis de conceptos del análisis de sentimientos.

Al observar el potencial de la tecnología moderna, esperamos que el mundo futuro esté lleno de computadoras que sean fáciles de operar, fáciles de operar e incluso que tengan características emocionales.