[논문]인공 감정 모델의 설계

이인근; 서석태; 정혜천; 권순학

doi:10.5391/jkiis.2007.17.5.648

인공 감정 모델의 설계
Design of an Artificial Emotion Model 원문보기

퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems, v.17 no.5, 2007년, pp.648 - 653

이인근 (영남대학교 전기공학과) , 서석태 (영남대학교 전기공학과) , 정혜천 (영남대학교 전기공학과) , 권순학 (영남대학교 전기공학과)

초록
AI-Helper

인간의 감정을 모방하여 다양한 외부 자극에 대해 인위적으로 감정을 생성하는 인공 감정에 관한 연구가 최근에 시작되어 이루어지고 있다. 그러나 기존의 인공 감정 연구에서는 외부 감정 자극에 대한 감정 상태를 선형적, 지수적으로 변화시킴으로써 감정 상태가 급격하게 변하는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 외부 감정 자극의 강도와 빈도뿐만 아니라 자극의 반복 주기를 감정 상태에 반영하고, 시간에 따른 감정의 변화를 시그모이드 곡선 형태로 표현하는 인공 감정 생성 모델을 제안한다. 그리고 기존의 감정 자극에 대한 회상을 통해 외부 감정 자극이 없는 상황에서도 감정을 생성할 수 있는 인공감정 시스템을 제안하고 컴퓨터 모의실험 결과를 통해 그 효용성을 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

Researches on artificial emotion which generates emotion artificially from various external excitations imitating human emotion has been initiated in recent years. But the conventional studies in which the emotion state is changed exponentially or linearly by external emotion excitation have a drawback that the variation of emotion state is changed rapidly and abruptly. In this paper, we propose an artificial emotion generation model which reflects not only strength and frequency of external emotion excitations but also period of it in the emotion state and represents the emotion state with a sigmoid curve w.r.t. time. And we propose an artificial emotion system which generates emotion at the situation of no external emotional excitations through recollection of past emotional excitations, and show its effectiveness through computer simulation results.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 과거의 감정 자극에 대한 "회상”을 통해 외부 감정 자극이 없는 상황에서도 감정을 생성할 수 있는 인공 감정 시스템을 제안하였고, 감정의 시간에 따른 변화를 시그모이드 곡선 형태로 표현하는 인공 감정 생성 모델을 제안하였다. 그리고 가상환경에서의 실험을 통해 감정 자극원에 대한 감정 에이전트의 감정 변화를 확인하고, 각 상황에 대해서 다양한 감정을 생성할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 외부 감정 자극의 강도와 빈도뿐만 아니라 자극의 반복 주기를 감정 상태에 반영하고, 시간에 따른 감정의 변화를 시그모이드(sigmoid) 곡선 형태로 표현하는 인공 감정 생성 모델을 제안한다. 그리고 기존의 감정 자극에 대한 “회상(recollection)”을 통해 외부 감정 자극이 없는 상황에서도 감정을 생성할 수 있는 인공 감정 시스템을 제안한다.

가설 설정

보인 것이다. 그림 6(a), 6(b)과 같이 자극 강도는 동일하나 두 자극 사이의 시간 간격이 클수록 기분 상승 속도(电了)는 커지고 기분 완화 속도(份;)는 작아진다. 또한 그림 6(c), 6(d)과 같이 강도가 다른 연속 자극에 대해서는 자극 강도가 커질수록 기분 상승 속도(a“, ‘ )는 커지고 기분 완화 속도(目了 )는 작아진다.

제안 방법

제안한 인공 감정 시스템은 그림 2와 같이 기존의 일반적인 인공 감정 시스템[8]에 “회상 모듈(Recollection module)" 을 추가하여 구성하였다.
ii) 감정상태에 따라 에이전트의 표정이나 행동과 같은 외부 반응을 보이도록 하였다. 또한 ⅲ)과거의 일정 자극들을 기억하여 현재의 감정 생성에 반영하였고, vi)외부 자극에 의해 생성된 감정 상태를 시간에 따라 점차적으로 감소시켜 평정 상태 (calm state)를 유지하도록 인공 감정 모델을 설계하였다.
한다. 가상공간에는 joy, anger, fear, disgust, surprise, sadness의 6가지 감정 자극원을 각각 20개씩 분포시키고, 감정 에이전트가 자극원에 접근할 때 자극원마다 각기 다른 강도의 자극이 감정 에이전트에게 전달되도록 하였다. 그리고 감정 에이전트의 현재 감정 상태에 따라 감정 자극원에 대한 행동 반응을 보이도록 하였다.
감정 에이전트에게 5가지의 목표 수행 대한 동기를 부여하고, 가상공간의 중앙에서 출발하여 5가지의 목표점을 찾아가도록 한다. 가상공간에는 joy, anger, fear, disgust, surprise, sadness의 6가지 감정 자극원을 각각 20개씩 분포시키고, 감정 에이전트가 자극원에 접근할 때 자극원마다 각기 다른 강도의 자극이 감정 에이전트에게 전달되도록 하였다.
그리고 ⅲ)인간의 감정 상태에 따른 감정 표현을 분석하여 인간의 감정을 모델링 한다.
가상공간에는 joy, anger, fear, disgust, surprise, sadness의 6가지 감정 자극원을 각각 20개씩 분포시키고, 감정 에이전트가 자극원에 접근할 때 자극원마다 각기 다른 강도의 자극이 감정 에이전트에게 전달되도록 하였다. 그리고 감정 에이전트의 현재 감정 상태에 따라 감정 자극원에 대한 행동 반응을 보이도록 하였다.
감정 생성 모델을 제안한다. 그리고 기존의 감정 자극에 대한 “회상(recollection)”을 통해 외부 감정 자극이 없는 상황에서도 감정을 생성할 수 있는 인공 감정 시스템을 제안한다.
하였다. 또한 ⅲ)과거의 일정 자극들을 기억하여 현재의 감정 생성에 반영하였고, vi)외부 자극에 의해 생성된 감정 상태를 시간에 따라 점차적으로 감소시켜 평정 상태 (calm state)를 유지하도록 인공 감정 모델을 설계하였다. 기존 연구에서는 감정의 자극(excitation)으로 생성된 감정 상태가 시간에 따라 완화(appeasement) 되는 정도를 선형적, 지수적으로 변화시킴으로써 감정 상태가 급격하게 변화하는 형태를 보인다[4, 6, 7].
기 다른 감정 상태를 나타낼 수 있다. 이와 같이 과거의 감정들의 누적된 효과로 인해 좀 더 오래 지속되는 정서적인 상태인 기분(Mood)을 표현하는 기분 상태 함수(山(1))를 제안한다.
제안한 인공 감정 생성 모델에서 연속 자극에 대한 감정변화와 감정 자극원에 대한 행동 반응을 가상공간에서 모의실험을 통해 확인한다.

성능/효과

6 으로 조정하였을 때의 인공 감정 실험 결과이다. 개체의 Personality에 따라 감정과 기분의 상태 변화 곡선 형태가 달라짐을 확인할 수 있었다. 즉 외부 자극에 대해 감정과 기분의 상승과 완화 속도를 조절함으로써 상황에 따른 각기 다른 성격을 가진 개체의 감정을 다양하게 표현할 수 있음을 확인하였다.
그리고 가상환경에서의 실험을 통해 감정 자극원에 대한 감정 에이전트의 감정 변화를 확인하고, 각 상황에 대해서 다양한 감정을 생성할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서 제안한 바와 같이, 외부 자극에 의한 감정 생성뿐만 아니라 과거 자극에 대한 기억이 새로운 감정 자극원이 될 수 있다. 또한 감정 에이전트의 동기와 상황에 따라 서동 일한 자극원에 대해서도 감정 에이전트마다 각기 다른 감정이 표현될 수 있다.
그림 7의 좌측 가상공간에서의 점선은 에이전트의 이동 경로를 나타낸다. 에이전트가 목표점을 찾아가는 과정에서 자극원에 대해 반응을 보이고, 경로를 조금씩 수정하여 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 그림 7의 우측 그래프에서 감정 자극에 대한 감정 에이전트의 감정 반응과 기분의 변화를 확인할 수 있다.
개체의 Personality에 따라 감정과 기분의 상태 변화 곡선 형태가 달라짐을 확인할 수 있었다. 즉 외부 자극에 대해 감정과 기분의 상승과 완화 속도를 조절함으로써 상황에 따른 각기 다른 성격을 가진 개체의 감정을 다양하게 표현할 수 있음을 확인하였다.

후속연구

또한 감정 에이전트의 동기와 상황에 따라 서동 일한 자극원에 대해서도 감정 에이전트마다 각기 다른 감정이 표현될 수 있다. 따라서 감정 에이전트의 동기와 목적에 따른 감정 생성에 대한 구체적인 연구가 필요하며, 또한 과거 자극의 회상과, 생성한 감정에 따른 구체적인 감정 표현에 대한 연구가 필요하다.

참고문헌 (8)

Ian Wilson, 'The Artificial Emotion Engine : Driving Emotional Behavior,' In: AAAI Spring Symposium on Artificial Intelligence and Interactive Entertainment, 2000
N.Kubota, Y. Nojima, N. Baba, F. Kojima, and T. Fukuda, 'Evolving Pet Robot with Emotional Model,' Proc. of the 2000 Congress on Evolutionary Computation, Vol. 2, pp. 1231-1237, 2000
P. Ekman, and R. Davidson, The Nature of Emotion Fundamental Questions, Oxford University Press, New York, 1994
이준용, 김창현, 이주장, '외부 환경 감지 센서 모듈을 이용한 소프트웨어 로봇의 감정 모델 구현,' 한국 퍼지 및 지능시스템학회 논문지, 제16권, 1호, pp. 37-42, 2006

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우종하, 박정은, 오경환, '강화학습과 감정모델 기반 지능적인 가상 캐릭터의 구현,' 한국퍼지 및 지능 시스템학회 추계학술대회 논문지, 제15권, 2호, pp. 431-435, 2005
김지환, 조성현, 최종학, 양정진, '디지털 캐릭터를 위한 온돌로지 기반의 감성엔진,' 한국지능정보시스템 학회 06 춘계학술대회, pp. 255-261, 2006
안형철, 박명수, 최진영, '동기와 계층화된 감정에 기반한 로봇의 행동 결정,' 한국퍼지 및 지능시스템학 회 추계학술대회 논문지, 제15권, 2호, pp. 431-435, 2005
안형철, 최진영, '지능로봇의 감성행동 기술 동향,' 전자공학회지, 제32권, 1호, pp. 50-59, 2005

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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