Emotionen 4 Alle Yehya Mohamad

Folie 2 Agenda  Emotionale Computersysteme / Stand der Forschung  Architektur von affektiven Computersystemen  Prototypen

Folie 3 Motivation

Folie 4 Affektive Computersysteme (AC)  Computersysteme, die Emotionale Zustände von Nutzern erkennen können selbst Emotionen-Simulation / -Mediation durchführen können Ergebnis: „Emotional intelligente“ Nutzerschnittstelle

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 …

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

Folie 7 Quellen von emotionalen Zuständen  Physiopsychologische Signale Hautleitfähigkeit und Temperatur, Herz- und Atemfrequenz, Muskelspannung usw,  Hirnsignale  Gesichtsausdrücke (Mimik)  Stimme  Textanalyse  Körpersprache (Gestik)

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

Folie 9 Emotionen: Definition wütend deprimiert gelangweilt begeistert traurig aufgeregt erfreut beruhigt entspannt

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 ISBN

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

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

Folie 13 Slide 13 Architekturrahmen: Überblick Emotionale Kommunikation zwischen Mensch und Computer

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

Folie 15 Prototypen  TAPA: Lernumgebung  ABC: Emotionsmanagementsystem

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:

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)

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

Folie 19 Informationsquelle: Selbstreport Angabe des Nutzers über seinen emotionalen Zustandes (1.. n Levels)

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

Folie 21 ABC Projekt:

Folie 22 ABC Prototype

Evaluation des ABC Systems (12 Nutzer) Statistische Evaluation basierend auf unterschiedliche Indikatoren Folie 23

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

Folie 25 Danke für ihre Aufmerksamkeit