ellibsЭлектронные библиотекиRussian Digital Libraries Journal1562-5419Казанский (Приволжский) федеральный университетellibs-428Research ArticleСтатьиАнтропоморфный социальный агент с симуляцией эмоций и его реализацияAnthropomorphic artificial social agent with simulated emotions and its implementationКугураковаВ. В.vlada.kugurakova@gmail.comТалановМ. О.max.talanov@gmail.comМанаховН. Р.nadirmanakhov@gmail.comИвановД. С.denis.999.ivanov@gmail.comКазанский (Приволжский) федеральный университетRussian Federation201528102015185254268Copyright © Кугуракова В.В., Таланов М.О., Манахов Н.Р., Иванов Д.С., 20152015Кугуракова В.В., Таланов М.О., Манахов Н.Р., Иванов Д.С.Кугуракова В.В., Таланов М.О., Манахов Н.Р., Иванов Д.С.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ellibs.elpub.ru/jour/article/view/428

Рассмотрены эмоциональные человеко-машинные интерфейсы, а именно, антропоморфные социальные агенты. Описана кросс-дисциплинарная задача создания антропоморфного агента, который «чувствует» и «реагирует» на эмоциональные стимулы. Предложена нейробиологически инспирированная реализация, основанная на механике химических и физических процессов, происходящих в человеческом мозге. Проектирование и разработка эмоциональной модели осуществлены симуляцией нейромодуляторов: дофамина, серотонина, нор-адреналина. Отображение эмоций достигается за счёт комбинации данных нейромодуляторов в различных пропорциях. Для этого используется гипотеза Хьюго Лёфхейма («куб эмоций»), которая в свою очередь базируется на теории аффек-тов Сильвиана Томпкинса. Описаны преодоление феномена “uncanny valley” и подходы к пониманию взаимосвязей мимики и мотивации индивидуума. Построена реалистичная вычислительная модель, которая позволяет адекватно визуализировать мимику виртуального агента синхронизировано с производимой им речью. На основе трехмерной модели человеческой головы создан антропоморфный эмоциональный агент, способный на мимические реакции в связи с эмоцио-нальным контекстом.

In this paper we describe an emotional human-machine interface as an anthropomorphic social agent which is able to comprehend emotions and react to emotional stimuli. We propose a neurobiologically inspired agent implementation that is based on mechanics of chemical and physiological processes within human brain. Implementation of model features simulation of neuromodulators such as dopamine, serotonin, and noradrenaline. Demonstration of emotions is achieved via combining aforementioned neuromodulators in different proportions. The Lȍvheim cube of emotions is used for this purpose. We also cover the topic of "uncanny valley" phenomenon. In conclusion of this paper we reached understanding of connection between mimics and motivation of individual. We have constructed realistic computation model which allows us to visualize agent's mimics in sync with his speech.

антропоморфный социальный агентискусственный интеллектintelligent agentsvisualizationemotional artificial intelligenceneuromodulatorsvisual speech synthesisexpressive and controllable speech synthesisReferencesAaronson S. My conversation with "Eugene Goostman", the Chatbot that's all over the news for allegedly passing the turing test". Shtetl-Optimized// The Blog of Scott Aaronson. Archived from the original on 2014-08-07. Retrieved 2014-09-12.Aaronson S. My conversation with "Eugene Goostman", the Chatbot that's all over the news for allegedly passing the turing test". Shtetl-Optimized// The Blog of Scott Aaronson. Archived from the original on 2014-08-07. Retrieved 2014-09-12.Bratman M.E. Intention, plans, and practical reason. CSLI Publications, 1999. ISBN 1-57586-192-5.Bratman M.E. Intention, plans, and practical reason. CSLI Publications, 1999. ISBN 1-57586-192-5.Rao S., Georgeff M.P. modeling rational agents within a BDI-Architecture// Proceedings of the 2nd International Conference on Principles of Knowledge Represen-tation and Reasoning, 1991. P. 473-484.Rao S., Georgeff M.P. modeling rational agents within a BDI-Architecture// Proceedings of the 2nd International Conference on Principles of Knowledge Represen-tation and Reasoning, 1991. P. 473-484.Rao S., Georgeff M.P. BDI-agents: from theory to practice// Proceedings of the First International Conference on Multiagent Systems (ICMAS'95), San Francisco, 2012.Rao S., Georgeff M.P. BDI-agents: from theory to practice// Proceedings of the First International Conference on Multiagent Systems (ICMAS'95), San Francisco, 2012.Lȍvheim H. A new three-dimensional model for emotions andmonoamine neu-rotransmitters// Medical Hypotheses. 2012. V. 78 (2). P. 341-348.Lȍvheim H. A new three-dimensional model for emotions andmonoamine neu-rotransmitters// Medical Hypotheses. 2012. V. 78 (2). P. 341-348.Minsky M. The emotion machine and the society of mind. NY: Simon & Schus-ter, 2006. ISBN-10: 0743276647.Minsky M. The emotion machine and the society of mind. NY: Simon & Schus-ter, 2006. ISBN-10: 0743276647.Nikolić D. Machines that dream: a brief introduction into developing artificial general intelligence through AI-Kindergarten. 2015.Nikolić D. Machines that dream: a brief introduction into developing artificial general intelligence through AI-Kindergarten. 2015.Oppy G., Dowe D. The turing test. Stanford Encyclopedia of Philosophy, 2011.Oppy G., Dowe D. The turing test. Stanford Encyclopedia of Philosophy, 2011.Plutchik R. Emotions and life: perspectives from psychology, biology, and evo-lution. Washington, DC: American Psychological Association, 2002.Plutchik R. Emotions and life: perspectives from psychology, biology, and evo-lution. Washington, DC: American Psychological Association, 2002.Plutchik R., Conte R., Hope J. Circumplex models of personality and emotions. Washington, DC: American Psychological Association, 1997.Plutchik R., Conte R., Hope J. Circumplex models of personality and emotions. Washington, DC: American Psychological Association, 1997.Plutchik R. Emotion: theory, research, and experience: Vol. 1. Theories of emotion 1. New York: Academic, 1980.Plutchik R. Emotion: theory, research, and experience: Vol. 1. Theories of emotion 1. New York: Academic, 1980.Сергеев С.Ф. Методологические аспекты проектирования сложных авиа-ционных технических сред / С. Ф. Сергеев, А. П. Захаревич // 7-я Международная конференция «Авиация и космонавтика–2008»: Тезисы докладов. М.: Изд-во МАИ-Принт, 2008. С. 73-74.Сергеев С.Ф. Методологические аспекты проектирования сложных авиа-ционных технических сред / С. Ф. Сергеев, А. П. Захаревич // 7-я Международная конференция «Авиация и космонавтика–2008»: Тезисы докладов. М.: Изд-во МАИ-Принт, 2008. С. 73-74.Talanov M., Vallverdu J., Distefano S., Mazzara M., Radhakrishnan D. Neuro-modulating cognitive architecture: towards biomimetic emotional AI. AINA 2015, P. 587-592.Talanov M., Vallverdu J., Distefano S., Mazzara M., Radhakrishnan D. Neuro-modulating cognitive architecture: towards biomimetic emotional AI. AINA 2015, P. 587-592.Talanov M., Toschev A. Computational emotional thinking and virtual neuro-transmitters// IJSE. 2014. V. 5 (1). P. 1-8.Talanov M., Toschev A. Computational emotional thinking and virtual neuro-transmitters// IJSE. 2014. V. 5 (1). P. 1-8.The Human Connectome Project. NIH Blueprint for Neuroscience Research (National Institutes of Health), 2013.The Human Connectome Project. NIH Blueprint for Neuroscience Research (National Institutes of Health), 2013.Tomkins S. Affect imagery consciousness volume III the negative affects anger and fear. New York: Springer Publishing Company, 1991.Tomkins S. Affect imagery consciousness volume III the negative affects anger and fear. New York: Springer Publishing Company, 1991.Tomkins S. The quest for primary motives: biography and autobiography of an idea// J. Pers. Soc. Psychol, 1981.Tomkins S. The quest for primary motives: biography and autobiography of an idea// J. Pers. Soc. Psychol, 1981.Tomkins S. Affect imagery consciousness: V. II. The negative affects. New York: Springer Publishing Company, 1963.Tomkins S. Affect imagery consciousness: V. II. The negative affects. New York: Springer Publishing Company, 1963.Tomkins S. Affect imagery consciousness: V. I. The positive affects. New York: Springer Publishing Company, 1962.Tomkins S. Affect imagery consciousness: V. I. The positive affects. New York: Springer Publishing Company, 1962.Wan V., Anderson R., Blokland A., Braunschweiler N., Chen L., Kolluru B., Latorre J., Maia R., Stenger B., Yanagisawa K., Stylianou Y., Akamine M., Gales M.J.F., Cipolla R. Photo-realistic expressive text to talking head synthesis// Source of the Doc-ument Proceedings of the Annual Conference of the International Speech Communica-tion Association, INTERSPEECH, 2013. P. 2667-2669.Wan V., Anderson R., Blokland A., Braunschweiler N., Chen L., Kolluru B., Latorre J., Maia R., Stenger B., Yanagisawa K., Stylianou Y., Akamine M., Gales M.J.F., Cipolla R. Photo-realistic expressive text to talking head synthesis// Source of the Doc-ument Proceedings of the Annual Conference of the International Speech Communica-tion Association, INTERSPEECH, 2013. P. 2667-2669.Yamada Y., Kawabe T., Ihaya K. (2013). Categorization difficulty is associated with negative evaluation in the “uncanny valley” phenomenon// Japanese Psychologi-cal Research, 2013. V. 55 (1). P. 20-32.Yamada Y., Kawabe T., Ihaya K. (2013). Categorization difficulty is associated with negative evaluation in the “uncanny valley” phenomenon// Japanese Psychologi-cal Research, 2013. V. 55 (1). P. 20-32.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.