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Emotionen 4 Alle Yehya Mohamad yehya.mohamad@fit.fraunhofer.deehya.mohamad@fit.fraunhofer.de
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Folie 2 Agenda Emotionale Computersysteme / Stand der Forschung Architektur von affektiven Computersystemen Prototypen
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Folie 3 Motivation
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Folie 4 Affektive Computersysteme (AC) Computersysteme, die Emotionale Zustände von Nutzern erkennen können selbst Emotionen-Simulation / -Mediation durchführen können Ergebnis: „Emotional intelligente“ Nutzerschnittstelle
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Folie 5 AC‘s zur Unterstützung von behinderten Menschen Einige Nutzergruppen können mehr von Computersystemen profitieren, wenn ihre Emotionen und die ihrer Gesprächspartner berücksichtigt werden Z.B. Menschen mit Lernbehinderung Autismus Zerebralparese Sehbehinderung …
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Slide 6 >≈ 1960>≈ 1975>≈ 1980>≈ 1990 >≈ 1994 >≈ 2000>≈ 2003 Stand der Forschung Damasio: Gehirnforschung & Neurologie Don Norman: Emotionales Design Rosalind Picard (MIT & IBM Almaden) Affective Computing Pattie Maes: Interface Agents (MIT) Aaron Sloman: Agenten & Emotionen Herbert Simon: Emotion & Motivation Integration in Anwendungsdomänen verschiedene Projekte zur Erkennung von emotionalen Zuständen der Nutzer physikalische Darstellung und Modellierung von Interface Agenten Bedeutung der Emotionen in der zwischenmenschlichen Kommunikation Smart Phone-Apps >≈ 2010
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Folie 7 Quellen von emotionalen Zuständen Physiopsychologische Signale Hautleitfähigkeit und Temperatur, Herz- und Atemfrequenz, Muskelspannung usw, Hirnsignale Gesichtsausdrücke (Mimik) Stimme Textanalyse Körpersprache (Gestik)
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Folie 8 Sensoren zur Messung von Körpersignalen Blutdruck und Puls BVP Muskelspannung EMG Herzrate HRV Atmunghöhe und -frequenz RSP Thermometer Hautleitfähigkeit SC/ GSR akustische Sensoren Gehirnströme EEG Mimik, Gestik optische Sensoren
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Folie 9 Emotionen: Definition wütend deprimiert gelangweilt begeistert traurig aufgeregt erfreut beruhigt entspannt
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Folie 10 Emotionen Lernen HE+: positive hohe Zustände HE-: negative hohe Zustände NE+: positive niedrige Zustände NE-: negative niedrige Zustände Neutral: Übergangsbereich nach Spitzer, Lernen, S. 157, ISBN 3827413966ISBN 3827413966
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Folie 11 Slide 11 Emotionen: Simulation / Mediation Soziale Agenten Interface Agenten (SIAs) Roboter aktives menschenähnliches Verhalten Autonomie (Pro-Aktivität) konsistentes Verhalten Anpassung an den Nutzer
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Folie 12 Herausforderungen Erkennen und Interpretieren von emotionalen Zuständen der Nutzer Regeln Adäquate Algorithmen Integration in Anwendungsdomänen Kombination von verschiedenen Parametern Simulation adäquater Gefühlsäußerungen Emotionsmodell Persönlichkeitstypen Beziehung zum emotionalen Zustand des Nutzers Evaluation von Computersystemen mit emotional intelligenten Interface Agenten Welche Methode Welche Nutzergruppen
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Folie 13 Slide 13 Architekturrahmen: Überblick Emotionale Kommunikation zwischen Mensch und Computer
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Folie 14 Probleme von affektiven Computersystemen Ethische Bedenken Andere können immer meine emotionalen Zustände sehen! Datenschutz Machtvolles Instrument, lädt zu Missbrauch Komplexe Technologie Effektivität noch nicht zufriedenstellend Fehlinterpretationen sind möglich
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Folie 15 Prototypen TAPA: Lernumgebung ABC: Emotionsmanagementsystem
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Folie 16 TAPA: Anwendungsdomäne Das System erklärt bestimmte Strategien überwacht deren Anwendung Elektronische GeräteGebäudeGetränke Strategie: Objekte sollen in Kategorien aufgeteilt werden, um sie besser zu lernen. Richtige Anwendung der Strategie: Systemvorgabe:
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Folie 17 Emotionaler Zustand: Kennzahlen Variation in der Signalhöhe (VS) Durchschnitt von 1 Minute (D1M) Durchschnitt von 3 Minuten (D3M) Durchschnitt von 5 Minuten (D5M) Durchschnitt der gesamten Trainingssitzung (BASELINE)
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Folie 18 Emotionaler Zustand: Zustandsraum D3M D5M Wahrscheinlicher Erregungszustand ist: Versteckte Stati D1M Sichtbare Variablen neutral (NE) hohe Erregung+ (HE+) hohe Erregung- (HE-) niedrige Erregung+ (WE+) niedrige Erregung- (WE-) NE HE-HE+ WE-WE+ BS SV
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Folie 19 Informationsquelle: Selbstreport Angabe des Nutzers über seinen emotionalen Zustandes (1.. n Levels)
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Folie 20 Evaluationsrunden 15 Kinder (10 – 12 Jahre) mit einem TAPA-Prototypen an der Kinderklinik der Uni Bonn 71 Kinder (9 – 14 Jahre) mit TAPA an der Gutenbergschule in Sankt Augustin 8 motorisch behinderte Menschen (15 – 45 Jahre) mit einem Gedächtnistrainer
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Folie 21 ABC Projekt: http://www.abc-project.eu/
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Folie 22 ABC Prototype
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Evaluation des ABC Systems (12 Nutzer) Statistische Evaluation basierend auf unterschiedliche Indikatoren Folie 23
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Folie 24 Ergebnisse Realisierung von zwei Instanzen der vorgeschlagenen Architektur Demonstration der Zuverlässigkeit von Computersystemen mit emotional intelligenter Nutzerschnittstelle Messung der Hautleitfähigkeit mit non-invasiven Biofeedbacksensoren Entwicklung von Auswertungsalgorithmen zur adäquaten Interpretation des emotionalen Zustandes Simulation von Emotionen Emotionsmanagementsystem
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Folie 25 Danke für ihre Aufmerksamkeit
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