Integració d'habilitats socials en l'animació comportamental d'actors sintètics

Resumen

A la primeria del segle XXI, el món físic perd distància en la cursa per la realitat que l'enfronta als mons virtuals, Dia rere dia, els mons simulats arrabassen un pam de terreny i inclouen nous camps d'aplicació que no sols complementen els serveis que es troben al món real, sinó que poden arribar a substituir-los en un futur possiblement no molt llunyà. La simulació de mons virtuals habitats per personatges 3D és un problema complex que necessita la integració d'àrees diverses com ara els gràfics per computador i la intel·ligència artificial. De la primera, hom pot obtenir la credibilitat gràfica de l'escena, de la segona, l'autonomia i la interactivitat pròpia de l'animació comportamental dels així coneguts com 3DIVA (3D Intelligent Virtual Agents). Normalment, la interactivitat dels 3DIVA s'adreça a l'entorn (p. ex. la capacitat d'executar tasques sobre els objectes 3D) o a l'usuari (p. ex. la capacitat de comunicació amb un usuari humà, la reproducció d'emocions o actituds expressives, etc.). Amb tot, cal fer una passa endavant quan es treballa amb societats artificials com les que apareixen, per exemple, dins dels mons virtuals dels jocs d'entreteniment, dels simuladors per a l'aprenentatge de tasques civils o militars, o de ciberespais com el famós SecondLife. Malgrat el realisme gràfic assolit per les tècniques d'animació, és necessari aprofundir en la interacció entre aquests actors sintètics autònoms per tal de fer-los evolucionar cap a una intel·ligència social que estiga més a prop de la sociabilitat humana. L'objectiu principal d'aquesta tesi és la integració d'habilitats socials en l'animació comportamental d'humanoides autònoms situats dins de mons virtuals 3D. Per tant, en primer lloc fem una revisió dels mons virtuals habitats, així com dels diferents mecanismes d'animació comportamental emprats normalment en actors sintètics. En segon lloc, repassem els models de sociabilitat més comuns que hom pot trobar dins l'estat de l'art dels agents socialment intel·ligents. La presa de decisions que han de dur a terme els actors sintètics amb capacitats socials per interaccionar amb la resta d'agents comporta processos cognitius complexos i requereix un coneixement abstracte dels elements de l'entorn. Darrerament, hom ha proposat la inclusió d'informació semàntica dins dels entorns virtuals, coneguts sota el terme anglosaxó de Semantic Virtual Environments (SVE). D'acord amb açò, en aquest treball proposem l'ús d'ontologies per aconseguir tres objectius: millorar la sensorització d'escenes complexes, definir operatives generals que els agents puguen reutilitzar en situacions diverses i definir les relacions socials establides entre els membres d'una societat artificial. La natura proactiva dels actors sintètics ha fet que les tècniques d'animació comportamental més comunes, basades en la selecció dinàmica d'accions, es divideixen fonamentalment en dos grups: la planificació de tasques (p. ex. les basades en STRIPS) i els sistemes basats en regles (p. ex. els models Belief-Desire-Intention). Les aportacions principals d'aquesta tesi es troben en la inclusió d'habilitats socials en ambdós paradigmes, ja que els considerem aproximacions vàlides extensament emprades i moltes vegades complementàries. Primerament, presentem com aconseguir comportaments col·laboratius en grups d'agents basats en planificadors heurístics. Fem servir la comunicació d'accions per a la coordinació entre les activitats dels humanoides i la comunicació d'objectius per a la cooperació entre els personatges 3D. Llavors, hem desenvolupat un mecanisme de sospesament heurístic que permet assignar un pes a cada objectiu, de manera que reflectisca la seua importància social. No obstant això, l'eficiència no és l'única manera d'expressar sociabilitat. Pel contrari, la presa de decisions humana sovint té en compte més d'un punt de vista i no tots persegueixen la consecució ràpida de les tasques encarregades. Per tal causa, presentem MADeM (Multi-modal Agent Decision Making), un procés de presa de decisions de tipus social que pot ser emprat per agents BDI per tal de prendre decisions socialment acceptables. MADeM és capaç d'avaluar diferents solucions a un problema mitjançant tècniques socials basades en l'economia de mercats les quals fan servir les subhastes com a mecanisme perquè els agents expressen les seues preferències. Finalment, exposem un conjunt d'experiments que s'han realitzat per a comprovar l'impacte de les distintes tècniques socials desenvolupades. Per tal d'avaluar objectivament els resultats, no sols s'analitzen les traces de comportament dels personatges 3D sinó que es mostren diverses mètriques de rendiment i d'animació que mesuren aspectes com: la coordinació, l'especialització, l'altruisme, la reciprocitat, etc. Comptat i debatut, exposem les conclusions més significatives d'aquest treball així com les línies d'investigació futures.