Využitie Fuzzy Prístupu v Interakcii človek – robot

umelé emócie

Mária Virčíková 2009

2

Výskum v oblasti HRI (human-robot interaction)

komunikácia a interakcia s robotmi - jednoduchá a príjemná

Keby sa roboty správali viac ako ľudia, tak by sa ľudia pri interakcii s nimi nemuseli správať ako roboty

Na rozšírenie kognitívnych schopností robota + na zlepšenie HRI :

umelé emócie - rozpoznávanie / vyjadrovanie emócií…

Aj keby boli roboty schopné autonómneho správania, ich

účel je stále slúžiť ľudom.

3

Niekoré výhody použitia fuzzy prístupu

• lingvistické premenné – jednoduchý návrh systému a ľahké porozumieť mu, • programátor ľahko pridá alebo odoberie pravidlá a sleduje dôsledok, až kým dosiahne želaný výsledok, • zmeny nastávajú hladko – prirodzené a životu-podobné správanie, • vhodné prostriedky na modelovanie a spustenie rozmanitých emócií, • robot sa musí vysporiadať s informáciami zo stereo systému, ktoré sú nepresné a nejasné • znalosť človeka môže byť väčšinou vyjadrená v pravidlách

4

Analýza článku I. „Fuzzy Perception, Emotion and Expression for Interactive

Robots”

Fuzzy prístup:

•pre efektívnu výstavbu celého systému správania robotov

•zjednoduší časť návrhu

•obohatí interakciu medzi človekom a robotom - generovaním tzv. prostredných a miešaných emócií z niekoľkých základných emócií

•umožňuje namodelovať hladké pohyby nerozoznateľné od živých

•„mozog“ autonómne detekuje ľudskú tvár alebo ruky a sleduje ich• vyjadruje emócie na tvári, ako odozvu na vnímanú vizuálnu stimuláciu

Robot Aryan:

5

Analýza článku I.„Fuzzy Perception, Emotion and Expression for Interactive Robots”

• podmnožina základných emócií: zlosť (Anger), prekvapenie (Surprise) a strach (Fear)

• udalosť – vyjadrenie konkrétnej emócie : fuzzy vektor s dvomi zložkami: vzdialenosť a rýchlosť (robota vzhľadom k človeku).

• dve skupiny pravidiel – mapovanie akcií na emócie a mapovanie emócií na výrazy

•Keď je Aryan sám, alebo človek ho zablokuje = hnevá sa. •Pomalý prístup človeka k nemu = prekvapí sa.•Ak človek k nemu pristúpi rýchlo = vystraší sa.

Rýchlosť/Vzdialenosť

Stacionárne

Pomaly Rýchlo

Veľmi blízko

VA, NS, NF A, NS, F NA, NS, VF

Blízko A, NS, NF NA, NS, NF

NA, S, F

Ďaleko VA, NS, NF A, S, NF NA, VS, NF

6

Analýza článku II. „A Fuzzy System for visual detection of interest in human-robot

interaction“

veľmi užitočná schopnosť robota :

•zistiť záujem ľudí v prostredí o interakciu s ním fuzzy logika

•analýzou jeho pozície a úrovni jeho pozornosti venovanej robotovi

7

Analýza článku II. „A Fuzzy System for visual detection of interest in human-robot

interaction“

• stupeň záujmu človeka : jeho pozícia a stupeň pozornosti

• pozícia osoby: Vzdialenosť od osoby do stredu robota a Uhol, ktorý zviera hlava robota a osoba.

• Pozornosť osoby, analýzou tváre osoby, pre ktorú použili jednoduchý prístup – vypočítaním obsahu pokožky na hlave osoby • = ak je obsah pokožky na hlave nízky, potom usudzujeme, že

osoba stojí obrátene vzhľadom na robota, čo znamená nízky stupeň príslušnosti

8

Analýza článku II. „A Fuzzy System for visual detection of interest in human-robot

interaction“

AK POTOM

pozornosť vzdialenosť uhol záujem

vysoká nízka ľavo vysoký

vysoká nízka stred veľmi vysoký

vysoká nízka pravo vysoký

vysoká stredná ľavo stredný

vysoká stredná stred vysoký

vysoká stredná pravo stredný

vysoká vysoká ľavo nízky

vysoká vysoká stred stredný

vysoká vysoká pravo nízky

9

Prvý uvedený systém • nemá schopnosť sa učiť• učenie by mohlo byť pridané na adaptáciu

pravidiel typu emócia -> akcia = učenie z skúseností -> neurónová sieť

Navrhované modifikácie použitých metód

Druhý uvedený systém• okrem vizuálnej info - rozpoznávanie zvuku• zapamätávanie si ľudí, s ktorými prišiel do kontaktu

ROBOT FEELIX

ROBOT KISMET

10

Predpokladá sa, že do polovice tohto storočia prerastie výroba androidov automobilový priemysel vo veľkosti aj dôležitosti

Budúcnosť Výskum UI doteraz:

•hľadanie riešení čiastkových problémov, •poskytovanie nástrojov (fuzzy, NS, multiagentové ...)

Odteraz:

• integrácia nástrojov do celého systému (napr. robotika), • cieľ - realizovať systém s črtami inteligentného správania

11

Ďakujem za pozornosť