Технология «чутких» компьютеров только начинает развиваться, появляются первые образцы и исследования, хотя разнообразие вопросов, которые придется разрешить, и богатство применения очевидны уже сейчас.

« Полсотни лет назад в Массачусетсе запустили самое сложное кибернетическое устройство, когда-либо существовавшее. С каким-то там феноменальным быстродействием, необозримой памятью и все такое... И проработала эта машина ровно четыре минуты. Ее выключили,
Испытывая ностальгию по прошлому, мы нередко сожалеем вовсе ни о прошедших днях, а о будущем, таком, каким его видели тогда. С какой бы точностью не воплощались фантазии писателей и прогнозы ученых, они лишаются романтики и становятся настолько будничными и неинтересными, что невольно удивляешься, узнавая в аляповатой конструкции на рабочем столе предмет, о роковой роли которого гадали несколько десятков лет назад.

А ведь вопрос вроде «может ли машина заменить человека?» звучал некоторое время назад так же, как еще раньше — «есть ли жизнь на Марсе?». В программе «Очевидное — невероятное» показывали короткометражку, про то, как ученые поспорили, смогут ли они отличить машину от человека, и поставили эксперимент, который закончился весьма плачевно: ученые, разумеется, ошиблись, а человек, выступавший в паре с машиной, сошел с ума. Стенли Кубрик снял фильм с жутковатой историей о суперкомпьютере, самоутверждавшемся, говоря современным языком, криминальными методами.

Эти картины трудно разглядеть в сегодняшних исследованиях, посвященным так называемым «чутким» или эмоциональным компьютерам. Они насквозь прагматичны, несмотря на богатство технических возможностей, которые планируется реализовать.

Технология «чутких» компьютеров только начинает развиваться, появляются первые образцы и исследования, хотя разнообразие вопросов, которые придется разрешить, и богатство применения очевидны уже сейчас, поэтому большинство предлагаемых материалов посвящены именно перспективам развития этого направления.

Значительная часть исследований в области человеко-машинного взаимодействия посвящена проблеме user frustration. Если первое слово, даже написанное латинскими буквами, сейчас знакомо едва ли не ребенку, то второе нуждается в серьезных комментариях.

Прежде всего оно не имеет однозначного перевода на русский.

«Кто-то неплохо сказал: странно, что в русском языке нет слова для описания этого чувства, ведь испытываешь его в России на каждом шагу. <<...>> Профессиональные психологи не стали мучиться, а заимствовали это понятие; они говорят о фрустрации, фрустрированности. <<...>> В зависимости от контекста frustration и frustrate можно переводить при помощи самых различных слов. Тут и отчаяние, и раздражение, и разочарование, и безвыходное положение, и досада, и озлобленность, и чувство безысходности, бессилия, и многое другое. Главное — проникнуться глубинной семантикой этого слова (ощущение невозможности что-либо сделать, чтобы изменить положение к лучшему)» (»Все познается в сравнении, или Несистематический словарь трудностей, тонкостей и премудростей английского языка в сопоставлении с русским». П. Палажченко).

Специалисты говорят о фрустрации в двух случаях: когда речь идет об эмоциональном всплеске, связанном с гневом, или о долговременном негативном эмоциональном состоянии, связанном с наличием некоего препятствия для удовлетворения своих потребностей, которое невозможно преодолеть. При этом под потребностями психологи понимают и потребности в традиционном смысле слова, и цель, к которой стремится субъект.

Состояние фрустрации ослабевает со временем, убывает и эффективность воздействия одного и того же раздражителя.

В обыденной жизни препятствие становится для человека либо дополнительным стимулом, либо вызывает сильную эмоциональную реакцию, которая редко бывает конструктивной. Напротив, сама эта реакция может оказаться большим препятствием, чем то, что, собственно, ее вызвало. Люди, обладающие достаточным самообладанием, должны помнить это, чтобы управлять своими эмоциями, не позволяя им выходить за допустимый уровень.

Простейшие способы самоконтроля и управления своими эмоциями известны каждому: «Улыбнись, и у тебя улучшится настроение». Людям просто обязательно нужно следить за своими эмоциями — длительные отрицательные эмоциональные состояния могут не только ухудшить работоспособность, но и привести к нервным расстройствам. Впрочем, наверное, каждый знает по себе, как это непросто — держать себя в руках. Особенно когда источник раздражения — компьютер, основной рабочий инструмент. С другой стороны, этот рабочий инструмент — единственный, который обладает некоторым интеллектом и способен помочь хозяину сохранять хорошее расположение духа.

Hello, world

Многие специалисты по человеко-машинному взаимодействию приходят к убеждению, что традиционные интерфейсы WIMP (windows, icons, mouse, and pointer) необходимо сделать более гибкими, адаптивными и дружественными. Развитие таких технологий, как распознавание речи, генерация речи, видеоввод, совершенствование компьютерной графики, — создает богатую почву для создания удобных пользовательских интерфейсов. Примером, а возможно и прообразом таких интерфейсов может служить интерфейс на базе агентов — анимированных персонажей, похожих на людей, или предметов в человеческом облике.

Дружественность машины во многом определяется ее способностью улавливать эмоциональное состояние пользователя, распознавать его характер и реагировать соответственно. Человек склонен наделять предметы, с которыми имеет дело, некоторыми человеческими чертами, а иногда даже душой. Ничего удивительного, что в машине, способной проделывать операции, которые не под силу ее владельцу, пользователь нередко видит равного себе и стремится общаться с ней как с себе подобным. Если эта иллюзия поддерживается, то общение может стать весьма и весьма эффективным.

Работа с подобными машинами получила название affective computing, что можно перевести как «работа с чуткими компьютерами». Эмоциональные компьютеры должны обладать двумя принципиальными возможностями: механизмом, воспринимающим особенности характера и настроения пользователя, и механизмом, который генерирует поведение интерфейсного агента (например, его речь и жесты) в соответствии с состоянием пользователя.

Чуткость, которую иной раз не может (или не хочет) проявить человек, иногда оказывается присуща «бездушному куску железа». Существуют методики, позволяющие определить эмоциональное состояние пользователя по жестам, голосу и характеру речи, по манере работы, например, с мышью.

У физиологов есть немало способов зафиксировать проявление эмоций, например, по изменению электропроводности организма или частоты пульса. Компьютер не имеет в своем распоряжении столь точных сенсоров, однако имеет все-таки немалое количество источников информации об эмоциональном состоянии пользователя.

Важнейшим является, конечно, лингвистический анализ, он не требует установки на компьютере дополнительного оборудования.

Самым лучшим инструментом для выражения эмоций служит голос. Любопытно, что для исследований голосового способа выражения эмоций ученые анализировали игру актеров, изображавших то или иное настроение.

В 1989 году сотрудница Массачусетсского технологического института Дженет Кан провела эксперимент с синтезатором речи DECtalk, на котором моделировались акустические параметры голоса, соответствующие некоторым эмоциям. В большинстве случаев испытуемые успешно распознавали эти эмоции. Зависимость между звуковыми характеристиками голоса и интенсивностью эмоции проявляется значительно сильнее, чем между ними и валентностью. Тем не менее эта зависимость существует и выражается, как правило, в частоте слов и в сложных вариациях ритма речи.

Мимика

Специалисты Университета штата Делавэр — Сандра Карберри, Чандра Камабметту и Ли Шредер провели любопытный эксперимент по наблюдению за мимикой людей, пользующихся компьютером. Для этого были отобраны испытуемые, которые не имели представления об уровне развития систем обработки естественного языка и диалоговых систем. Эти люди знали, что за ними наблюдают через видеокамеры, они должны были задавать компьютеру вопросы, но не догадывались, что в действительности на их вопросы отвечает человек, который набирал текст своих ответов на компьютере. Для того чтобы спровоцировать мимическую реакцию, отвечающий иногда давал ответы, в правильности которых испытуемые должны были сомневаться. Даже предварительные результаты эксперимента оказались весьма любопытными. Прежде всего испытуемые в большинстве случаев реагировали на неправильные ответы, делая в том числе столь традиционные жесты, как поднимание бровей и пожимание плечами.

Кроме того, удалось установить, что по скорости, с которой человек реагирует, можно судить о его отношении к возможному раздражителю и о его намерениях. Интересно, что испытуемые, которым было почему-либо трудно прочитать текст с экрана, начинали немного косить.

При организации обратной связи на основе реакции пользователя важно обращать внимание на жесты, типичные для конкретного человека. Некоторые из них носят характер просто привычных действий, которые ничего не выражают, с другой стороны, каждый человек выражает свои эмоции по-своему, иногда очень необычно.

Если люди отвечают жестами даже на текст на экране, естественно, ожидать, что их реакция на анимированные персонажи окажется еще более выраженной.

Для организации обратной связи по жестам пользователя можно воспользоваться результатами разработок, связаных с распознаванием движения. Как правило, в них применяется технология сопоставления входного сигнала от устройств, фиксирующих движение, с набором представлений прототипных последовательностей. Например, типичная система распознавания жестов сопоставляет последовательность положений руки с целым рядом прототипных последовательностей, описывающих тот или иной жест. Для учета незначительных отклонений, связанных с временными особенностями поведения, результаты сопоставлений обсчитываются при помощи определенного вида динамического временного сжатия (DTW). Если прототип описывается статистическими закономерностями, алгоритм временного сжатия встраивается в оболочку модели цепей Маркова (НММ). Если результаты сопоставления находятся в пределах определенного порогового уровня, система приходит к заключению, что данный жест соответствует тому или иному прототипу.

Дышите глубже - вы взволнованы

Богатые возможности для контроля состояния человека предоставляют носимые компьютеры. Применение таких систем в медицинских целях хорошо известно, сведения о состоянии организма, поставляемые этими устройствами, — это надежный канал обратной связи для определения эмоционального состояния человека.

Розалинд Пикард и Дженнифер Хили из Массачусетсского технологического института предложили прототипное устройство, в состав которого входит небольшая камера, которую можно носить на шее как украшение, а также датчик электропроводности кожи (надеваемый на пальцы или на стопу) и ПО выявления шаблонов данных. Камера ведет постоянную запись фиксируемых изображений в буфер с циклической организацией хранения, то есть старые записи вытесняются новыми. Одновременно датчик фиксирует изменения электропроводности кожи, которые поступают на вход программы, настроенной, например, на состояние испуга.

В отличие от многих других раздражителей, испуг вызывает довольно стабильную реакцию организма, которую легко зафиксировать. Для надежного выявления состояния испуга применяются программные фильтры, анализирующие сигнал датчика. Из физиологии известно, что изменение электропроводности кожи происходит через три секунды после воздействия раздражителя, поэтому из буфера видеокамеры извлекается изображение, которое было получено за три минуты до снятия соответствующих показаний датчика.

В итоге формируется набор видеоданных, которые можно использовать, например, в системах защиты или при лечении психических расстройств.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями