Воведување емоции во вештачката интелигенција и роботите
Мила Стеваноска
1. Апстракт
Овој труд разгледува различни истражувачки студии за тоа како вештачката интелигенција (ВИ) и роботите можат да ги разберат и да одговорат на човечките емоции. Студиите истражуваат различни методи за развој на емоционално интелигентна ВИ, вклучувајќи психолошки модели, машинско учење и нервни мрежи. Истражувачите дискутираат за предизвици како што се препознавање на комплексни емоции, разбирање на сарказам и обезбедување на донесување на одлуки. Документот исто така ги нагласува реалните ситуации во секојдневието и соработката човек-машина. Овој преглед разгледува различни студии за да разбере како ВИ со емоционална интелигенција се подобрила и што би можела да направи во иднина.
2. Вовед
Интеграцијата на емоционалната интелигенција во вештачката интелигенција и роботиката претставува трансформативен скок во тоа како машините комуницираат со луѓето. Како што ВИ системите стануваат пософистицирани, способноста да се препознае, интерпретира и одговори на човечките емоции се повеќе се гледа како критична компонента за создавање на поприродни и ефективни интеракции човек-робот. Овој труд истражува различни пристапи за вметнување на емоционалната интелигенција во ВИ и роботи, црпејќи од различни области како што се психологијата, компјутерските науки и филозофијата. Испитуваме како случајноста, етичките рамки и напредните компјутерски модели можат да се користат за развој на емоционално интелигентни роботи. Дополнително, ги прегледуваме најновите достигнувања во технологиите за препознавање на емоции и нивната примена во здравството, образованието и социјалната роботика. Со разгледување повеќе студии, овој труд има за цел да обезбеди сеопфатно разбирање на моменталната состојба и идните потенцијали емотивни интелигенти системи.
3
3. Споредба: Емотивна Интелигенција против Вештачка Интелигенција
Што е вештачка интелигенција?
Вештачката интелигенција (АИ) се однесува на симулација на човечката интелигенција во машините, што им овозможува да извршуваат задачи кои обично бараат човечка когниција. АИ системите користат алгоритми, податоци и компјутерска моќ за да учат, размислуваат и донесуваат одлуки. Клучни подгрупи на АИ вклучуваат машинско учење (МЛ), обработка на природен јазик (НЛП) и компјутерски вид, кои им овозможуваат на машините да обработуваат информации, препознаваат шеми и комуницираат со луѓето.
Примените на АИ се широки, почнувајќи од автономни возила и здравствена дијагностика до виртуелни асистенти и системи за препораки. Нејзината способност брзо и точно да обработува огромни количини на податоци ја прави трансформативна сила низ различни индустрии. Сепак, АИ недостасува емоционална длабочина и интуиција, што се карактеристични за луѓето. Тука настапува емоционалната интелигенција.
Што е емоционална интелигенција?
Емоционалната интелигенција (ЕИ) е способноста да се препознаваат, разбираат и управуваат емоциите — кај себе и кај другите. Таа вклучува самосвест, емпатија, емоционална регулација и социјални вештини, овозможувајќи им на поединците ефикасно да ги навигираат меѓучовечките односи. ЕИ игра клучна улога во личниот и професионалниот успех, поттикнувајќи подобра комуникација, решавање на конфликти и лидерство.
За разлика од АИ, која е производ на човечката иновација, ЕИ е вродена човечка особина обликувана од генетиката, воспитувањето и социјалните интеракции. Таа им овозможува на поединците да реагираат на емоционални сигнали, градат значајни врски и создаваат поддржувачки средини.
Клучни разлики
Природа и потекло
АИ е човечко создание, развиено преку алгоритми и програмирање. Нејзиното потекло се врти околу пионери како Алан Тјуринг, кој ја поставил основата за модерното сметање.
ЕИ, од друга страна, е природна човечка особина вкоренета во биологијата и психологијата. Таа еволуира преку животните искуства и социјалните интеракции. Когнитивни наспроти емоционални способности
4
АИ одлично се справува со когнитивни задачи како анализа на податоци, решавање на проблеми и препознавање на шеми. Таа логички и ефикасно ги обработува информациите, но недостасува емоционално разбирање.
ЕИ се фокусира на емоционални способности како емпатија, самосвест и социјални вештини. Таа им овозможува на луѓето да навигираат низ сложени емоционални пејзажи и да градат значајни врски.
Учество на човекот
АИ работи автономно откако ќе биде програмирана, барајќи минимално човеково вмешување. Таа може да извршува задачи самостојно, но не може да доживее емоции. ЕИ целосно зависи од човековото учество. Таа цути на емоционалните врски и меѓучовечките интеракции, кои се централни за човековото постоење.
Етички размислувања
АИ покренува етички прашања околу приватноста, безбедноста и загубата на работни места. Развојот и употребата на АИ мора да се усогласат со општествените вредности и етичките насоки.
ЕИ ја нагласува етичката однесување во човечките односи, промовирајќи емпатија, сочувство и разбирање. Таа ги води поединците во донесувањето одлуки кои го земаат предвид доброто на другите.
Прилагодливост
АИ се прилагодува на нови податоци и ја подобрува својата перформанса преку машинско учење. Сепак, нејзината прилагодливост е ограничена на задачи базирани на податоци и недостасува емоционална длабочина.
ЕИ може да се развива и усовршува со текот на времето. Луѓето можат да ја зголемат својата емоционална свесност и прилагодливост преку практика и саморефлексија.
4. Како да се донесе емотивна интелигенција во вештачката интелегенција и роботите
Идејата за создавање на вештачка интелигенција (ВИ) која би можела да донесува одлуки врз основа на свесност и емоции, инспирирана од древната хиндуистичка култура и верувања. ВИ која не е само логична, туку и емотивна, со способност да учи од искуствата и да развива етички принципи. Верувам дека ВИ треба да има елементи на случајност и непредвидливост, како и етички правила кои потекнуваат од древната
5
мудрост. Ова би и овозможило да се развива на начин сличен на човекот, со способност да донесува сложени одлуки и да ги разбира последиците од своите постапки.
Мојата идеја е дека случајноста и непредвидливоста се клучни за создавање на емотивна ВИ. На пример, ВИ треба да може да развие емоции како „допаѓање“ или преференции врз основа на минатите интеракции и складираните податоци. Ова не би требало да биде хард-кодирано, туку да се развива со текот на времето, како кај човекот. Замислувам ВИ која на почетокот има случајни вредности за допаѓање на одредени нешта, но со секоја нова интеракција, овие вредности се менуваат. На пример, ако некој каже дека сината боја многу и одговара на роботот, ВИ ќе го зголеми допаѓањето на сината боја. Обратно, ако некој каже дека розовата боја е лоша, ВИ ќе го намали допаѓањето на розовата боја. На овој начин, ВИ ќе развие свои „омилени“ врз основа на претходните искуства.
Кога станува збор за донесување одлуки, сметам дека ВИ треба да се фокусира на можноста (сигурноста) наместо на веројатноста (шансата). Мислам дека ВИ треба да дејствува само кога успехот е 100% сигурен, но исто така да може да ги оцени шансите за успех и да се прилагоди соодветно. Замислувам хибриден модел каде ВИ на почетокот експериментира со случајни опции, а потоа ги усовршува своите одлуки врз основа на претходните успеси. На пример, во ситуација како спасување на човек во криза, ВИ која се базира на можност би го спасила само оној чие преживување е 100% сигурно, додека ВИ базирана на веројатност би го оценила ризикот и можеби би ризикувала. Паметната ВИ би започнала со случајни опции, но со текот на времето би ги усовршила своите одлуки врз основа на минатите искуства, развивајќи етички принципи слични на човечките.
Исто така, сметам дека етиката на ВИ треба да биде инспирирана од древните учења, како оние на хиндуизмот, наместо од модерните рационални алгоритми. На пример, во хиндуизмот постои учење дека лажењето е прифатливо ако има позитивна намера, како заштита на некој. Замислувам ВИ која би можела да одлучи да лаже ако тоа има позитивна последица, како спасување на човеков живот. Ако лажењето може да донесе штета, ВИ треба да ги оцени етичките последици и да одлучи со 50-50% шанса. Ова значи дека ВИ не треба секогаш да биде програмирана да ја кажува вистината, туку да ги разгледува последиците од своите одлуки.
Мојата визија е ВИ која се развива на начин сличен на човековото емотивно созревање: ● Детство – случајност (ВИ експериментира и апсорбира податоци слободно) ● Адолесценција – формирање на преференции и морални кодекси (ВИ почнува да развива свои вредности врз основа на интеракциите)
● Зрелост – усовршени етички принципи (ВИ донесува сложени одлуки врз основа на складираното знаење).
На овој начин, ВИ би преминала од чисто логички машини во емотивно интелигентни ентитети, способни да се справат со реалните дилеми на човековиот живот. Ова е мојата визија за иднината на вештачката интелигенција.
6
5. Како луѓето ги перцепираат емоциите на роботите
Научниците ја истражуваат идејата за тоа како луѓето ги перципираат и реагираат на емоциите изразени од вештачки агенти, како што се роботите и виртуелните ентитети. Тие комбинираат увид од социјалната роботика, психологијата, невронауката и виртуелната реалност за да ги испитаат два главни аспекти: како луѓето ги толкуваат емоциите кај вештачките агенти и како овие интеракции влијаат на човековото однесување и емоции.
Како луѓето ги перципираат емоциите кај вештачките агенти
Според истражувањата, луѓето можат да препознаат емоции кај вештачките агенти, но не толку точно како кај другите луѓе — особено кога станува збор за негативни емоции како страв и гадење. Ова е главно поради тоа што движењата и изразите на роботите немаат суптилност и реализам на човечките емоции. Сепак, научниците забележале дека физичкото присуство на робот значително го подобрува препознавањето на емоциите, бидејќи луѓето посилно реагираат на интеракциите во реалниот свет отколку на оние во виртуелниот.
На невролошки план, истражувачите откриле дека регионите на мозокот како амигдалата и fusiform gyrus — кои се одговорни за обработка на човечките емоции — се активирани и кога луѓето ги набљудуваат вештачките агенти. Сепак, овие реакции покажуваат различни модели, што сугерира дека иако луѓето можат да ги разберат вештачките емоции, тие ги обработуваат поинаку од човечките емоции.
Како луѓето реагираат на вештачките емоции
Истражувачите нагласуваат дека емоционално експресивните роботи можат да предизвикаат позитивни реакции, како емпатија и зголемена ангажираност, особено во колаборативни задачи. На пример, во една студија, учесниците изјавиле дека се позадоволни кога интерактирале со роботи кои давале емоционална повратна информација, дури и ако роботите правеле грешки. Ова сугерира дека емоционалната експресивност го подобрува корисничкото искуство и прифаќањето, дури и во присуство на функционални несвршености.
Сепак, научниците исто така забележале негативни реакции, вклучувајќи агресија и навредливо однесување, особено кај децата. Студиите покажуваат дека поединци, особено во групни поставки, може да покажат агресивно однесување кон роботите, што покренува етички прашања за третманот на вештачките агенти и потенцијалот за дехуманизирачко однесување во интеракциите меѓу луѓето и роботите.
Предизвици и идни насоки
Истражувачите истакнуваат неколку предизвици, како што е тешкотијата да се генерализираат наодите поради широката разновидност на вештачки агенти кои се
7
проучувани. Тие сметаат дека се потребни постандардизирани методи на истражување за да се осигура конзистентност и применливост. Дополнително, повеќето студии се спроведени во западните култури, што остава празнини во разбирањето на тоа како различните културни задруги влијаат на перцепцијата на емоциите кај вештачките агенти.
Друга важна област за идно истражување, според научниците, е како луѓето реагираат на негативните емоции кај вештачките агенти. Повеќето студии се фокусираат на позитивни или неутрални емоции, но разбирањето на реакциите кон вештачка лутина или фрустрација е клучно за развивање на социјално компетентни роботи. Истражувачите сметаат дека подобрување на емоционалната комуникација преку комбинација на фацијални изрази, говор на телото и вокални знаци може да ги направи интеракциите реалистични.
6. Емотивен модел на интелигентен агент (ЕМИА)
Како емоциите влијаат на размислувањето, учењето, меморијата и донесувањето одлуки? Иако многу истражувачи веќе вклучиле емоции во интелигентните агенти, повеќето се фокусираат на статични емоции, а не на нивните промени. Се предложува модел кој ќе им помогне на интелигентните агенти да ги препознаваат, управуваат и менуваат емоциите. Овој модел се заснова на психолошки теории и користи нејасна логика (fuzzy logic) за справување со несигурните информации. Главно се фокусира на основните емоции, но исто така се дозволува повеќе емоции да се појават истовремено. Бидејќи емоциите влијаат на размислувањето, тие ги прават вештачките агенти послични на луѓето. Ова создава побарувачка за апликации базирани на емоции во различни области, како што се образованието, забавата, продажбата, здравствената заштита и игрите.
Иако многу истражувачи се обиделе да создадат модели кои опишуваат како функционираат емоциите во вештачките агенти, сегашните модели се многу поедноставни од човечките емоции. Направен е голем напредок во препознавањето и изразувањето на емоциите, но сè уште има потреба од истражување за тоа како емоциите се менуваат и се контролираат со текот на времето.
Моделот, наречен ЕМИА (Emotion Modeling in Intelligent Agents), е дизајниран за интелигентни агенти кои работат во виртуелни средини. Овој модел користи нејасна логика за да создаде пофлексибилни и реалистични емоционални реакции. ЕМИА ги одредува и видот и интензитетот на емоциите. За разлика од многу модели кои се фокусираат само на тоа како емоциите настануваат, ЕМИА исто така ги разгледува и промените на емоциите со текот на времето, врз основа на претходните чувства. Моделот се потпира на добро познати теории за емоции, како OCC, Scherer и Roseman,
8
за да ги оцени ситуациите и да ги активира емоциите. Исто така, вклучува два начина за регулирање на емоциите: едниот се базира на времето, а другиот на теоријата за регулирање на емоциите на Грос.
ЕМИА се фокусира на пет основни емоции (среќа, тага, лутина, страв и изненадување), но може и да ги комбинира за да создаде секундарни емоции. Моделот учи од искуството преку три типа меморија: перцептивна меморија, работна меморија и долгорочна меморија, засновани на човечкиот модел на меморија. Емоциите кај агентите се под влијание на многу фактори, вклучувајќи ги околината, личноста и минатите искуства. ЕМИА е затворен модел кој реагира на видливи настани. Емоциите се краткотрајни состојби предизвикани од настани и се слабеат со текот на времето. Постојат два типа: примарни (на пример, среќа, лутина, страв, тага, изненадување, гадење) и секундарни (мешавина од примарни емоции, како што е љубомората како комбинација на лутина и тага). Емоционалните транзиции — преминот од една состојба во друга — се исто така важни, бидејќи влијаат на донесувањето одлуки.
Во текстот е вклучен и дијаграм кој го претставува моделот Sense-Grade-Act (Чувствувај-Оцени-Дејствувај), кој е често користен во емоционалната вештачка интелигенција и интелигентните агенти. Овој модел покажува затворен процес во кој агент интерактира со својата околина и генерира емоционални реакции:
● Чувствувај настан – Агентот открива надворешен настан или стимул. ● Оценка и генерирање на емоции – Агентот го оценува настанот врз основа на своите цели, минати искуства и емоционална рамка, создавајќи соодветна емоционална реакција.
● Дејствувај – Агентот реагира на настанот врз основа на својата емоционална состојба.
Обратната врска покажува дека дејствањето на агентот може да влијае на идните настани, што води до континуирана адаптација. Овој пристап помага во создавањето на похуманоидна АИ со емоционална интелигенција.
9
Исто така, овој модел има меморија за имплементација. Овие три типа меморија овозможуваат учење во различни фази:
● Перцептивна меморија – Работи со модул за перцепција и ги складира информациите поврзани со релевантните надворешни настани.
● Работна меморија – Функционира како краткорочна меморија, извршувајќи средни пресметки и привремено складирајќи ги резултатите.
● Долгорочна меморија – Ги складира минатите искуства по секој циклус, поддржувајќи учење преку искуство.
● Множество на верувања – Ги складира способностите на агентот и неговиот поглед на надворешниот свет, ажурирајќи се по секој циклус.
● Множество на настани – Ги одржува можните настани користејќи насочен ацикличен график, каде јазлите претставуваат настани, а рабовите покажуваат зависности.
● Множество на акции – Ги складира можните акции за агентот, претставени како мрежа на однесување.
Откако ќе се случи настан, се генерираат емоции. ЕМИА дозволува повеќе емоции истовремено, што води до секундарни емоции. Системот препознава пет емоции (освен гадење), секоја со нивоа на интензитет: среќа, тага, лутина, страв и изненадување. Нејасната логика се користи за одредување на емоциите врз основа на факторите на настанот. Анкетата помогна да се поврзат емоциите со различни ситуации. Ако настанот е посакуван и неочекуван, позитивните емоции се посилни. Ако настанот е
10
штетен, стравот и лутината се зголемуваат. На пример, ако некој наиде на змија во парк и нема начин да се одбрани, ќе почувствува многу силен страв и средна тага. Севкупно, системот генерира примарни емоции (среќа, тага, лутина, страв, изненадување) со различни интензитети врз основа на минатите искуства и достапните ресурси. Истражувањето покажа дека одредени карактеристики на настаните доследно предизвикуваат одредени емоции. Модулот за емоционална транзиција ги следи промените на емоциите со текот на времето како што се одвиваат настаните, нудејќи пореалистичен модел на емоционални реакции. Овој систем е корисен за АИ, роботиката и виртуелните асистенти со симулирање на емоции и справување со емоционалната несигурност.
7. Моделирање социјално емотивен робот за помош со корисници
Со воведување концептот на „Афективна јамка“ (Affective loop), каде што роботот ги детектира емоциите на корисникот, одговара со соодветни афективни изрази и се приспособува врз основа на реакциите на корисникот. Оваа техника овозможува роботите да изгледаат пореалистично, да ја подобрат ангажираноста на корисниците и да создадат посилно чувство на социјално присуство, особено во долгорочни интеракции. Дискусијата опфаќа начини на кои роботите можат да изразуваат, адаптираат и персонализираат емоции со цел да создадат поемпатични и поинтерактивни искуства.
Во текстот се разгледува како роботите можат да создадат илузија на емоции преку движење и интеракција, дури и без експлицитно моделирање на емоционални состојби. Додека едноставните однесувања можат да направат роботот да изгледа емотивно, пософистицираните системи експлицитно моделираат емоции за да ја унапредат комуникацијата. Постојат различни архитектури за моделирање на емоции инспирирани од невробиолошки, психолошки или симболички модели. Некои системи се потпираат на емергентни однесувања, додека други користат структури како што е моделот BDI (Beliefs, Desires, and Intentions) или пристапи базирани на проценка. Овие системи им овозможуваат на роботите да перцепираат, да размислуваат и да одговараат емотивно, што го подобрува нивниот капацитет за природна интеракција. Примери за вакви системи се iCat, кој антиципира постапки на корисниците за да генерира емоции, и Kismet, кој ги оценува стимулите врз основа на сопствената афективна состојба.
Дополнително, се разгледува како роботите можат да бидат дизајнирани да изразуваат емоции на начин кој ги прави пореалистични и способни за значајни интеракции со луѓето. Способноста на роботите да моделираат и пренесуваат емоции е од клучно значење за создавање поприродни и полесно прифатливи односи меѓу луѓето и машините. Истражувањата за препознавање на човечките емоции се користат за развој
11
на роботи кои можат да изразуваат различни емоции, како што се среќа, тага или изненадување. Оваа врска меѓу емоционалните состојби и роботското однесување не само што ја подобрува интеракцијата, туку и помага роботите да реагираат на поконтекстуализиран начин.
Еден од клучните аспекти за веродостојноста на роботските емоции е примената на анимациски принципи, особено оние популаризирани од Disney во „The Illusion of Life“. Принципи како што се „squash and stretch“, тајминг и претерување не се ограничени само на анимирани ликови, туку се адаптирани за да им помогнат на роботите да покажуваат изрази кои се препознатливи и блиски до човечките. Инкорпорирањето на овие принципи во дизајнот на роботи овозможува да се прикажуваат емоции преку движења на очите, наклони на главата и гестови, на начин сличен на човечкото однесување. За да се применат овие идеи во пракса, роботите користат рамки како што е SAIBA (Situation, Agent, Intention, Behaviour, Animation), што им помага да ги планираат и изведуваат емоционалните изрази во зависност од контекстот, нивните способности, намери, однесување и визуелна експресија. Middleware системи како што е ROS (Robot Operating System) играат клучна улога во овозможувањето на овие експресивни однесувања да бидат достапни низ пошироката роботска заедница, што го прави изразувањето емоции кај роботите понапредно и пофункционално.
Врз основа на овие истражувања, областа на емоционалните роботи напредува кон создавање машини кои не само што извршуваат задачи, туку и можат да се вклучат во емотивни интеракции со луѓето, создавајќи побогати и поемпатични искуства. Без разлика дали се работи за социјални роботи во домови, терапевтски поставки или услуги за корисници, способноста за препознавање и изразување емоции ќе биде клучен фактор за интегрирање на роботите како природен и вреден дел од секојдневниот живот.
Во заклучок, развојот на роботи способни да ги препознаваат и обработуваат човечките емоции нуди големи можности. Преку механизми како што се имитирање на гестови, препознавање емоции преку гласовен тон и адаптација на однесувањето според емоционалната состојба на корисникот, роботите можат да создадат поприродни и персонализирани интеракции. Ова е особено значајно во области како што се терапијата и компањонските роботи. Сепак, остануваат предизвици како што се подобрување на доверливоста, адаптацијата кон динамични средини и градењето долготрајни, значајни интеракции. Иднината на емоционалните роботи ќе зависи од соработката меѓу различни дисциплини, вклучувајќи роботика, психологија и когнитивни науки, со цел да се создадат поефикасни и похуманизирани системи.
12
8. Заклучок
Развојот на емоционално интелигентна вештачка интелигенција и роботи носи значителен потенцијал за унапредување на интеракциите меѓу луѓето и машините во различни области. Инкорпорирањето на принципи од древни филозофии, како што е хиндуистичката традиција, заедно со современи компјутерски модели, овозможува создавање на АИ системи кои можат да имитираат аспекти од човечката емоционална еволуција. Примената на случајност, етички рамки и учење базирано на искуство овозможува овие системи да развијат преференции и да донесуваат одлуки кои се не само логични, туку и морално оправдани.
Напредокот во технологиите за препознавање емоции, како што се анализа на изрази на лицето, детекција на тон на гласот и обработка на физиолошки сигнали, овозможува роботите попрецизно да ги перципираат и обработуваат човечките емоции. Овие технологии, во комбинација со софистицирани емоционални модели како што е ЕМИА, создаваат можности за поемпатични и адаптивни роботи. Сепак, остануваат значајни предизвици, вклучувајќи ја потребата за обработка во реално време, справување со варијабилноста на околината и осигурување на почитување на етичките стандарди.
Интеграцијата на емоционалната интелигенција во АИ не е само прашање на подобрување на функционалноста, туку и на градење доверба и прифаќање кај корисниците. Како што емоционално интелигентните роботи стануваат сè поприсутни во здравството, образованието и социјалните интеракции, нивната способност да препознаваат и реагираат на човечките емоции ќе биде клучна за создавање значајни и ефективни односи. Идните истражувања треба да се насочат кон стандардизација на методологиите, истражување на културните разлики и решавање на етичките дилеми, со цел да се осигура дека ваквите системи го подобруваат човечкото искуство без да ја загрозат приватноста или автентичноста.
Во заклучок, развојот на емоционално интелигентна АИ претставува мултидисциплинарен процес што ги обединува технологијата, психологијата и етиката. Континуираната иновација и соработка во овие области може да доведе до создавање на АИ системи кои не само што ќе извршуваат задачи ефикасно, туку и ќе можат да ги разберат и адресираат емоционалните потреби на луѓето, придонесувајќи кон похармонична и поемпатична иднина.
13
9. Референци
https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/jisys-2014-0071/html https://people.ict.usc.edu/~gratch/CSCI534/Readings/ACII-Handbook-Robots.pdf
The Perception of Emotion in Artificial Agents | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore
Artificial Intelligence vs Emotional Intelligence: A Comparison
14