Ricardo Pereira Ramos Um Estudo sobre Personalidade Humana para Implementação de uma Metáfora Computacional para Atores Digitais Autônomos Joinville 2012 Ricardo Pereira Ramos Um Estudo sobre Personalidade Humana para Implementação de uma Metáfora Computacional para Atores Digitais Autônomos Relatório Final de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) apresentado ao Curso de Graduação em Ciência da Computação, da Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), como requisito parcial da disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso. Orientador: Profo Ms. Rogério Eduardo da Silva Joinville 2012 Ricardo Pereira Ramos Um Estudo sobre Personalidade Humana para Implementação de uma Metáfora Computacional para Atores Digitais Autônomos Relatório Final de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) apresentado ao Curso de Ciência da Computação da UDESC, como requisito parcial para a obtenção do grau de BACHAREL em Ciência da Computação. Aprovado em BANCA EXAMINADORA Profo Ms. Rogério Eduardo da Silva Ms. Juliane Cristine Koerber Reis Profo Dr. Kariston Pereira Profo Dr. Rui Jorge Tramontin Júnior “Quod est inferius est sicut quod est superius, et quod est superius est sicut quod est inferius...” – Hermes Trismegisto, em A Tábua de Esmeralda Agradecimentos A todos aqueles que, antes de mim, dedicaram o seu tempo e esforço para a realização do progresso científico, tanto na Psicologia como na Computação, e que hoje me permitem atingir os objetivos e realizações deste trabalho. A minha família que, mesmo nas minhas “traquinagens”, ofereceram apoio nestes (longos) anos de faculdade e por sua dedicação na minha formação, enquanto pessoa. Aos amigos do grupo Colméia, que tornaram estes anos na graduação mais agradáveis e alegres, me ensinaram muito e ajudaram a me tornar o acadêmico que sou hoje. Ao meu orientador, Rogério Eduardo da Silva, por acreditar neste projeto; fornecer dicas preciosas, disponibilizando seu conhecimento para ajudar a “mudar o Mundo”. À psicóloga Juliane Cristine Koerber Reis, que ofereceu seu tempo para me auxiliar e melhorar muitos dos aspectos deste trabalho, em especial nos conteúdos da Psicologia. Resumo A criação de um agente credível (believable agent) depende de vários fatores, sendo um dos principais a representação da personalidade. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metáfora computacional que possui uma componente de personalidade para ser utilizada nos atores digitais autônomos do projeto Developing Rational Agents to Mimic Actors. Através do estudo de teorias da personalidade e seus instrumentos de avaliação, foi possível desenvolver um modelo que a considere, tanto em termos de sua descrição, quanto em relação à sua dinâmica. A implementação, na forma de uma rede neural artificial, obteve um índice de acerto de 75% para os casos de testes e mostra-se adequado para a aplicação aos atores digitais autônomos a fim de determinar o seu comportamento. Palavras-chave: Humanos Virtuais, Personalidade, Modelos Computacionais, Traços, Motivação Abstract The creation of a believable agent depends on several factors, one of the most important is personality. This research presents the development of a computational metaphor that includes a personality component, to be used with autonomous digital actors developed by the Developing Rational Agents to Mimic Actors project, in order to make their behavior individualized. By the study of personality theories and their assessment instruments, it was possible to develop a model that consider personality, both in terms of its description, and relatively to its dynamics. The implementation, in a form of an artificial neural network, obtained a success rate of 75% on our test cases and it has been considered appropriate to be used to determine the behavior of autonomous digital actors. Keywords: Virtual Humans, Personality, Computational Models, Traits, Motivational Sumário Lista de Tabelas 7 Lista de Figuras 9 1 Introdução 10 1.1 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2 Organização do trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2 Fundamentos Teóricos 14 2.1 Humanos Virtuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.2 Atores Digitais Autônomos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.1 2.3 2.4 2.5 Projeto D.R.A.M.A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Psicologia da Personalidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.1 Descrição da Personalidade: Teoria dos Traços . . . . . . . . . . . . 24 2.3.2 Dinâmica da Personalidade: Motivação . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Instrumentos de Avaliação da Personalidade . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.4.1 Five Factor Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.4.2 Myers-Briggs Type Indicator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.4.3 Reiss Motivational Profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Considerações do Capítulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3 Modelo Computacional 35 3.1 Trabalhos Relacionados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.2 Arquitetura da Metáfora Computacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.3 3.2.1 Visão Geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.2.2 Descrição dos Módulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Considerações do Capítulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4 Desenvolvimento 45 4.1 Ferramentas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2 Implementação da Metáfora Computacional . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2.1 Conjunto Motivacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2.2 Outros Módulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5 Testes e Resultados 56 5.1 Caso de Exemplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.2 Dados do Questionário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.3 Dados do Modelo Computacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.4 Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5.4.1 Limitações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.4.2 Publicações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6 Conclusão 65 Referências Bibliográficas 67 A Apêndice 71 A.1 Nova Arquitetura proposta para o projeto D.R.A.M.A. . . . . . . . . . . . 71 A.2 Detalhes das respostas obtidas no questionário . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Lista de Tabelas 2.1 Descrição da personalidade: tipos, traços e fatores . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2 Five Factor Model e traços relacionados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.3 Exemplo de perguntas presentes em um questionário MBTI. . . . . . . . . 29 3.1 Dicionário parcial de traços de personalidade . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.1 Comportamentos esperados para as personagens de acordo com o questionário 59 5.2 Comportamentos esperados para as personagens de acordo com o modelo computacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Lista de Figuras 2.1 Taxonomia de humanos virtuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2 Arquitetura do projeto D.R.A.M.A. 2.3 Pirâmide de necessidades de Maslow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.1 Modelo computacional SPOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.2 Visão geral da metáfora computacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.3 Dimensões de emoção e exemplos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.1 Modelo de um neurônio artificial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.2 Representação de um Perceptron Multicamada . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.1 História utilizada para o questionário - Turma da Mônica 5.2 Tira utilizada para a primeira pergunta do questionário 5.3 Tira utilizada para a segunda pergunta do questionário . . . . . . . . . . . 58 5.4 Tiras utilizadas para os quadros 3, 4, 5 e 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 . . . . . . . . . 57 . . . . . . . . . . 58 A.1 Arquitetura para atores virtuais que contém um módulo de personalidade . 71 A.2 Distribuição de gênero dos participantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 A.3 Distribuição das idades dos participantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 A.4 Nível de Escolaridade dos participantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 A.5 Distribuição das respostas para a Quadro 1 - Questão 1 . . . . . . . . . . . 73 A.6 Distribuição das respostas para a Quadro 1 - Questão 2 . . . . . . . . . . . 74 A.7 Distribuição das respostas para a Quadro 2 - Questão 1 . . . . . . . . . . . 74 A.8 Distribuição das respostas para a Quadro 2 - Questão 2 . . . . . . . . . . . 75 A.9 Distribuição das respostas para a Quadro 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 A.10 Distribuição das respostas para a Quadro 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 A.11 Distribuição das respostas para a Quadro 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 A.12 Distribuição das respostas para a Quadro 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 10 1 Introdução Atualmente (anno 2012), a interação humano-computador passa por um período de mudanças, graças a novas propostas apresentadas pelos pesquisadores da área. As novas demandas por trabalhos neste setor acabaram por proporcionar a criação de um novo segmento na computação: a computação afetiva (affective computing), que trata dos sistemas computacionais que se relacionam a ou que fazem uso das emoções, seja expressando-as ou reconhecendo-as (PICARD, 1995). Uma das aplicações que faz uso dos princípios desta recente disciplina são os humanos virtuais. Humanos virtuais são modelos computacionais de pessoas, cujos comportamentos são inspirados naqueles encontrados em humanos, podendo ser equipados com sensores, percepção, memória e comportamento motor, de modo que os faça reagir a eventos (THALMANN et al., 1999). Apesar dos avanços obtidos com a modelagem gráfica, tornando possível a criação de humanos virtuais mais realistas, e que servem de apoio em áreas como publicidade e entretenimento digital, o realismo observado nas feições e formas animadas não pode ser percebido no desenvolvimento dos processos cognitivos destes agentes virtuais, que possuem pouca individualidade e ainda são mecânicos e inexpressivos (EGGES et al., 2003). A credibilidade do comportamento do ator virtual depende de diversos fatores, entretanto um deles merece destaque: a personalidade, que é compreendida como o conjunto de características de um humano virtual que o distingue dos demais (KSHIRSAGAR; MAGNENAT-THALLMAN, 2002), mantendo-se consistente através do tempo e das situações vividas (POZNANSKI; THAGARD, 2005). Uma das possibilidades para a utilização de humanos virtuais está nas pesquisas realizadas pelo projeto Developing Rational Agents to Mimic Actors (D.R.A.M.A.), do qual este trabalho faz parte. O projeto propõe a criação de um subgrupo de humanos virtuais, chamados de atores digitais autônomos e objetiva a criação de uma metáfora computacional ao processo utilizado por atores humanos, com a intenção de utilizar estes atores na criação de filmes animados. 1 Introdução 11 O presente trabalho contribuirá com a inserção de um componente que considere a personalidade de um ator digital autônomo (ADA), levando a exibição de um perfil individualizado para cada ator digital. De acordo com Russell e Norvig (2010), ao mesmo tempo em que Gottlob Frege lançava as primeiras luzes sobre a lógica de primeira ordem, Hermann von Helmholtz e seu aluno Wilhelm Wundt, em 1879, realizavam importantes avanços na forma de avaliar os processos fisiológicos e psicológicos aos quais estavam sujeitos os seres humanos. Enquanto Von Helmholtz, aplicou o método científico para explicar o funcionamento fisiológico da visão humana, Wundt dava início ao funcionamento do laboratório de psicologia experimental da Universidade de Leipzig, possibilitando o estabelecimento da Psicologia enquanto ciência, dando início a uma nova disciplina que mais tarde se tornaria conhecida como Psicologia Cognitiva (RUSSELL; NORVIG, 2010). Esta disciplina consolidou-se durante o período conhecido como Revolução Cognitiva, um movimento onde pesquisadores das áreas da Psicologia, Antropologia e Linguística, inspirados por avanços na computação, na inteligência artificial e na neurociência, tinham por objetivo descobrir e descrever formalmente a maneira como a mente humana se relaciona com seu meio, permitindo propor hipóteses a respeito dos processos de tomada de decisão realizados (BRUNER, 1990). Poznanski e Thagard (2005) elegem, na Psicologia, três teorias relevantes para o entendimento do que é personalidade e de que maneira modelá-la computacionalmente: as psicobiológicas, de aprendizado social (social learning) e de traços (traits). As teorias psicobiológicas procuram explicar a personalidade através de mecanismos biológicos e da hereditariedade, enquanto que as de aprendizado social focam no desenvolvimento da personalidade mediante a interação com o ambiente. Por fim, os traços de personalidade são estimados através da observação das tendências comportamentais de um indivíduo. Por meio do estudo das teorias envolvendo a personalidade e avaliando os modelos propostos pela Psicologia para a sua aferição, pretende-se projetar uma solução computacional que utilize os princípios já consolidados nos modelos psicológicos, de modo que possam ser utilizados para os atores autônomos do D.R.A.M.A., dando-lhes individualidade no seu comportamento. 1.1 Objetivos 1.1 12 Objetivos O objetivo geral deste trabalho é definir uma representação computacional para um modelo de personalidade que permita ao ator digital autônomo demonstrar individualidade nas escolhas. Para atingí-lo é preciso cumprir alguns objetivos específicos: • Compreender os fundamentos teóricos de computação afetiva; • Compreender os fundamentos teóricos de humanos virtuais; • Compreender os fundamentos teóricos de algumas teorias da personalidade; • Compreender os métodos utilizados para a avaliação das características de personalidade de um indivíduo; • Integrar um modelo psicológico existente aos modelos de decisão de um Ator Digital Autônomo (ADA); • Desenvolver um algoritmo para representar personalidades (prova de conceito); • Determinar estereótipos e suas reações correspondentes, a fim de realizar a avaliação do modelo proposto. 1.2 Organização do trabalho Em 2.1 – Humanos Virtuais, são descritos os objetos de estudo, estabelecendo-se um escopo de atuação do presente trabalho, restrito aos atores digitais autônomos, definidos em 2.2 – Atores Digitais Autônomos, onde também caracteriza-se o projeto D.R.A.M.A., definindo suas funções e atribuições. Na subseção seguinte, 2.3 – Psicologia da Personalidade, é definido o conceito de personalidade de acordo com os estudos da Psicologia, elencando algumas características que devem ser observadas para a obtenção de um conceito que demonstre o real domínio do tema, sendo descritas diversas teorias de personalidade. Alguns modelos mais populares, utilizados na avaliação ou classificação de indivíduos dentro de um padrão de comportamento, são definidos em 2.4. – Instrumentos de Avaliação da Personalidade. 1.2 Organização do trabalho 13 Em 3 – Modelo Computacional, é descrito o modelo computacional proposto por este trabalho, apresentando-se os seus elementos e o modo como eles interagem, apresentandose também alguns trabalhos relacionados na área computacional que contribuíram para o desenvolvimento do modelo proposto. Em 4 – Desenvolvimento, são descritos o processo de implementação da metáfora computacional e as ferramentas utilizadas. No capítulo 5 – Testes e Resultados, são mostrados os testes realizados com o modelo computacional e discutidos os resultados alcançados, confrontado-os com as respostas obtidas nos questionários realizados para a validação do modelo. Por fim, em 6 – Conclusão, são apresentadas as contribuições até então atingidas e a proposta para as próximas atividades a serem executadas. 14 2 Fundamentos Teóricos O presente capítulo apresenta a fundamentação teórica utilizada para o desenvolvimento da metáfora computacional. São conceituados: humanos virtuais, apresentando as suas características e a forma como serão utilizados dentro do projeto D.R.A.M.A., além dos estudos de algumas das teorias da personalidade existentes. 2.1 Humanos Virtuais Há algum tempo, o universo da ficção científica especula sobre um mundo repleto de humanos artificiais. Desde as publicações de Asimov1 a indústria cinematográfica hollywoodiana, máquinas com comportamento humano realizam as mais diversas tarefas. Seja como inofensivos assistentes domésticos ou como máquinas de guerra a mudar o curso da História, este mundo ainda parece distante. No entanto, objetivos mais modestos podem ser alcançados atradvés da simulação computacional e a utilização de humanos virtuais. Humanos virtuais correspondem a modelos computacionais de pessoas que podem comportar-se de maneira autônoma e inteligente, podendo apresentar individualidade e personalidade (TORRES et al., 2002), com o objetivo final de simular o comportamento de um humano real (MAGNENAT-THALMANN; THALMANN, 2004). Uma característica importante para um humano virtual é a sua credibilidade (believability). Um agente credível é um agente autônomo, com personalidade, que herda propriedades de personagens artísticos (LOYALL, 1997), não sendo necessário ser uma cópia fiel do comportamento humano, mas apenas apresentar a ilusão de vida (BATES, 1994). Loyall (1997) define uma série de requisitos necessários para que um agente seja considerado credível: 1 Isaac Asimov foi um escritor norte-americano de ficção científica, conhecido por séries literárias como: Foundation, e livros como “Eu, Robô” e Nightfall 2.1 Humanos Virtuais 15 • Do ponto de vista da concepção artística da personagem: (a) Personalidade: um conjunto de detalhes particulares que o definem como único; (b) Emoção: apresentação de um estado emocional coerente com a sua personalidade; (c) Auto-motivação: realizar seus desejos e vontades intrínsecos, em oposição a um comportamento estritamente estímulo-resposta; (d) Mudança: modificações do estado corrente de um agente, de acordo com a sua personalidade; (e) Relações sociais: consiste na necessidade de interação com outros personagens; (f) Consistência: atuação conjunta de todos os canais de comunicação para a representação coerente de uma mensagem. • Do ponto de vista do agente autônomo: (a) Propósitos: deixar aparente propósitos e objetivos do personagem; (b) Concorrência: realização de múltiplas atividades ao mesmo tempo; (c) Reativo: reação às ações de maneira coerente; (d) Situados: alteração de seu comportamento, de acordo com as situações do ambiente; (e) Limitações físicas e mentais; (f) Contexto social: o agente deve respeitar as convenções sociais do ambiente em que está inserido; (g) Integração: operações realizadas pelo agente computacional devem ser fluidas, de maneira que não apresentem sinais de separação entre as etapas de processamento de informação; A complexidade com que são desenvolvidos estes fatores é resumida na figura 2.1, onde é demonstrada a taxonomia de humanos virtuais, conforme listado a seguir: 2.1 Humanos Virtuais 16 Figura 2.1: Taxonomia de humanos virtuais Fonte: traduzido de Iurgel (2006) Digital Extras: personagens coadjuvantes criados digitalmente, utilizados no povoamento de cenas com multidões. Personagem não jogável (Non Player Character ): personagens não controlados por um jogador, mas que se envolvem no contexto do jogo com a finalidade de simples interatividade com o usuário. Ator digital autônomo (Autonomous Digital Actor ): personagens virtuais que são empregados na criação de histórias lineares, capazes de obedecer a comandos de um diretor humano, que os oriente a atuar de maneira adequada (IURGEL, 2008). Assistente virtual (Virtual Assistant): agente virtual para a interação com o usuário que responde a perguntas com base em algum conhecimento prévio armazenado, utilizando processamento de linguagem natural e sem a intervenção humana. Agente personificado de conversação (Embodied Conversational Agent): compreende a um humano virtual capaz de demonstrar características humanas na conversação face-a-face, sendo capaz de reagir a impulsos verbais ou não verbais e de reproduzílos, lidando com funções de conversação, de modo a contribuir com novas proposições (CASSELL, 2000). Humano virtual (Virtual Human): corresponde ao mais alto nível de representação computacional de um humano real, como já definido anteriormente, são autônomos e podem apresentar alguma individualidade. 2.2 Atores Digitais Autônomos 17 De acordo com os objetivos propostos pelo projeto D.R.A.M.A., ao qual este trabalho está associado e que prevê modelos para a representação de personagens, a utilização de atores digitais autônomos torna-se mais adequada, portanto, merece um detalhamento. 2.2 Atores Digitais Autônomos De acordo com Perlin e Seidman (2008), um ator digital autônomo corresponde a um personagem tridimensional que se permite ser treinado por um animador, em uma ferramenta de autoria, para empregar diversos estilos de movimento, linguagem corporal, técnicas para comunicar emoções, melhores escolhas de atuação e outras habilidades performáticas. A construção de um modelo de um ator virtual2 obedece a três níveis de modelagem: Aparência física: utilização de técnicas de modelagem geométrica e de renderização gráfica, definindo-se aspectos físicos de um ator digital. Movimentos no espaço: fazer uso de técnicas de captura de movimento e de animação computacional, definindo-se representações realísticas da movimentação dos personagens ou do cenário. Processo cognitivo: uso de metáforas computacionais para a representação dos estados mentais e comportamentos humanos, com especial utilização dos modelos propostos pela inteligência artificial. Magnenat-Thalmann e Thalmann (2005), definem estes níveis para a criação de um humano virtual, mas também devem ser levados em consideração na modelagem de um ADA. 2.2.1 Projeto D.R.A.M.A. O processo de autoria de personagens animados é realizado por profissionais treinados e capacitados em aspectos específicos do processo de animação, tornando-se uma 2 Os termos “ator digital autônomo” e “ator virtual” são empregados como sinônimos 2.2 Atores Digitais Autônomos 18 tecnologia extremamente cara, viabilizando sua utilização quase que apenas pelas grandes corporações de entretenimento. A ideia da construção de estruturas autônomas que comportem-se de maneira similar a atores reais, criaria um novo paradigma na autoria de personagens animados. O projeto D.R.A.M.A. surge na tentativa de especificar um modelo computacional da arquitetura e implementar um protótipo funcional de agentes cognitivos capazes de agir como um ator digital autônomo. A arquitetura atual do projeto é definida na figura 2.2 e traz em destaque o módulo que será desenvolvido. Esta arquitetura prevê que um roteiro (Script), quando submetido à interpretação de um conjunto de atores digitais (ADAi ), estimula-os a realizar sugestões de atuação (Individual Performance). Estas sugestões são submetidas a uma linha de tempo não linear (Suggested Timeline), que será submetida a uma ferramenta de autoria, na qual o usuário pode visualizar e alterar o comportamento de seu ator (Performance Criticism). O processo de interpretação é realizado por um conjunto de módulos, cada um deles é responsável por uma parte da análise do roteiro. Um dos módulos centrais nesta concepção é o módulo de ações individuais, (Individual Actions Module) que concentra as informações produzidas pelos módulos de percepção, interpretação e de estilo de atuação (Perception, Interpretation, Acting Style Modules) tendo como saída as ações preliminares de um ator digital. As interpretações individuais sugeridas são reunidas em um módulo de estrutura (Structure Module) que as reúne e as submete a uma linha de tempo não linear que contém todas as sugestões de uma sequência de atuação. É prevista a alteração do componente central desta arquitetura (Individual Actions Module), realizada por um outro trabalho associado ao projeto (THUME, 2012), a qual afeta diretamente na organização dos módulos de script, de percepção, interpretação e de estilo de atuação. A nova proposta de arquitetura pode ser vista no anexo A.1 (pág. 71), e traz consigo a posição do módulo de personalidade proposto. Este trabalho tem por objetivo colaborar na representação destes atores digitais, através da adição e desenvolvimento de um componente (Personality) que permita ao agente demonstrar uma personalidade, tornando o seu comportamento individualizado e coerente. 2.2 Atores Digitais Autônomos Figura 2.2: Arquitetura do projeto D.R.A.M.A. Fonte: projeto D.R.A.M.A. 19 2.3 Psicologia da Personalidade 20 Do ponto de vista computacional, a personalidade é vista apenas como um conjunto de características que definem um indivíduo. Entretanto, para a composição de uma metáfora computacional mais robusta, é importante considerar outros fatores inerentes à personalidade. Tais fatores podem ser estudados através da Psicologia, ciência ocupada com o estudo da mente e do comportamento humano. 2.3 Psicologia da Personalidade Apesar de central no entendimento da natureza humana, o estudo da personalidade foi negligenciado por quase meio século pela Psicologia (SCHULTZ; SCHULTZ, 2009). Desde a abertura do Laboratório Experimental de Psicologia da Universidade de Leipzig, em 1879, caracterizada como o marco do surgimento da Psicologia enquanto ciência, os estudos acerca da natureza humana se concentraram em três áreas com métodos e objetivos finais distintos. A primeira abordagem de pesquisa foi desenvolvida por Wilhelm Wundt, em que o foco era o estudo dos processos mentais humanos e a maneira como eles poderiam ser afetados por fatores externos, de forma controlada pelo seu experimentador. Esta linha, fortemente ligada ao método científico tradicional, não obteve avanços em explicar a personalidade, já que uma área complexa e multidimensionada como esta, não era compatível com os métodos utilizados. No início do século seguinte, outras duas escolas ganharam espaço, a behaviorista, preocupada com os estudos do comportamento observável de um indivíduo; e a psicanálise, focada no entendimento dos processos inconscientes. Ambas consideravam o estudo da personalidade, mas com objetivos e métodos de análise diferentes, sem atingir um ponto em comum (SCHULTZ; SCHULTZ, 2009). A formalização do estudo da personalidade ocorreu somente no final da década de 30, através dos trabalhos de Gordon Allport, o primeiro autor a publicar um livro sobre a personalidade. Sua obra: Personality: A psychological Interpretation é tida como um marco no estudo da área, a partir do qual surgiram inúmeras teorias acerca deste componente da natureza humana (NETO, 2010). Allport definiu a personalidade como a organização dinâmica dos sistemas psicofísicos 2.3 Psicologia da Personalidade 21 do indivíduo que determinam seus comportamentos e pensamentos. Apesar da importância histórica, esta definição não é a mais utilizada, pois desconsidera importantes conceitos contemporâneos da personalidade (NETO, 2010). Autores mais modernos, como Schultz e Schultz (2009) enumeram alguns aspectos que devem nortear definições contemporâneas para personalidade. São eles: • A forma como o indivíduo é visto pela sociedade; • Características estáveis e duradouras, no tempo; • Individualidade; • Gênero e etnia; • Valores culturais e costumes. A observância destes fatores, leva a uma definição moderna da personalidade como um sistema no qual um conjunto de padrões inatos do indivíduo interage com o ambiente social nas dimensões afetivas, cognitivas e comportamentais para produzir ações e experiências de uma vida individual (NETO, 2010). A partir de uma definição sobre o que é a personalidade, teóricos da área realizam algumas considerações, para a sustentação de suas teorias de personalidade. A estruturação de seu pensamento é definida de modo a responder três perguntas fundamentais (CLONINGER, 2004): Descrição da personalidade: Preocupação com o estabelecimento de medidas para a comparação das diferenças individuais. Três formas são dominantes: a abordagem de tipos, que lida com a categorização de indivíduos em um número limitado de grupos de similaridade; a abordagem de traços, características que variam de pessoa para pessoa; e fatores, os quais reúnem um conjunto de traços correlacionados. As três abordagens são vistas com detalhes na tabela 2.1. Dinâmica da personalidade: Análise e compreensão dos mecanismos pelos quais a personalidade é expressa, com foco nas motivações que direcionam o comportamento. Diretamente influenciada pelo processo cognitivo, valores culturais e adaptação ao meio. 2.3 Psicologia da Personalidade 22 Desenvolvimento da personalidade: De que maneira a personalidade se desenvolve e se ocorrem mudanças ao longo do tempo. Tabela 2.1: Descrição da personalidade: tipos, traços e fatores Tipos Constituem variáveis qualitativas. Um indivíduo pode somente fazer parte de uma categoria. Teoricamente, um pequeno número de tipos descrevem toda uma população. Traços Variáveis quantitativas. Um indivíduo recebe um valor numérico que indica o quanto de uma característica ele possui. Em teoria, existe um número significativo de traços que descrevem uma população. Fatores Variáveis quantitativas. Um indivíduo recebe um valor numérico que indica o quanto de um fator ele possui. Um pequeno número de fatores podem ser utilizados na descrição de uma população e uma pessoa pode estar descrita em cada um dos fatores. Fonte: Cloninger (2004, p. 4) Para responder a estas questões fundamentais, psicólogos e pesquisadores da área têm criado diversas teorias de personalidade, na tentativa de compreender melhor o funcionamento do comportamento humano. Teoria Psicanalítica: abordagem mais popularizada das teorias de personalidade, onde o inconsciente, compreendido como os processos mentais que não são conhecidos por um indivíduo, determina o desenvolvimento da personalidade. Tem como principal representante Sigmund Freud. Teoria Comportamental (behaviorista): abordagem focada no desenvolvimento da personalidade como resultado de estímulos aprendidos, posicionando sua avaliação estritamente no comportamento observável do homem e a total desconsideração de componentes conscientes ou inconscientes. Entre outros, dedicaram-se ao estudo do aspecto comportamental os psicólogos Burrhus F. Skinner, John Watson e Ivan Pavlov. 2.3 Psicologia da Personalidade 23 Teoria dos Traços de Personalidade: inspirada na incorporação de adjetivos aos indivíduos como indicativos de seu comportamento, investigando como ocorre a distinção entre duas ou mais pessoas (conjunto de traços que as definem) e o quanto que elas diferem. Os mais distintos autores nesta área são Gordon Allport e Raymond B. Cattell. Teoria Humanista: teoria em que há a exaltação dos valores humanos e das experiências pessoais positivas, em detrimento dos aspectos negativos e neuróticos do psiquismo humano. Traz considerações importantes sobre o papel hereditário e do ambiente na formação da personalidade. Abraham Maslow e Carl Rogers são os principais autores da teoria. Teoria Social-cognitiva (social learning ): extensão da teoria behaviorista, possuindo as mesmas premissas, mas com a adição de um componente cognitivo influenciando a tomada de decisão. Alfred Bandura, principal psicólogo da teoria, promove a inclusão do contexto social e do comportamento observacional durante o processo de construção da personalidade. Teoria Biológica (psicobiológica): pode ser definida como uma extensão da teoria de traços, em função das importantes contribuições empíricas na determinação das categorias. Cultiva uma estreita relação com as ciências naturais (evolução e neurologia), em que o foco concentra-se nos aspectos comportamentais fundamentais da natureza humana, existentes desde as civilizações pré-históricas, e na influência da carga genética na formação do temperamento, este, um componente biológico da personalidade. Jean Piaget e Hans Eysenk foram nomes que contribuiram para esta linha teórica. De acordo com Poznanski e Thagard (2005), três abordagens são importantes do ponto de vista computacional: a teoria de traços, a abordagem psicobiológica e a socialcognitiva. Neto (2010) também atribui importância à abordagem de traços, pelo nível de aprofundamento descritivo proposto pela teoria, que permite avaliar e classificar a personalidade por meio de testes e observações. Para os objetivos deste trabalho, de acordo com as razões expostas acima, a metáfora computacional deverá ser baseada na teoria de traços de personalidade, descrita com detalhes a seguir. 2.3 Psicologia da Personalidade 2.3.1 24 Descrição da Personalidade: Teoria dos Traços De uma maneira geral, um traço de personalidade é uma forma de descrição para uma dimensão básica da personalidade, realizando-se medições destes traços por meio de questionários como uma maneira de quantificar as diferenças individuais existentes entre as pessoas (CLONINGER, 2004). A ideia em definir a personalidade através de características ou por um conjunto delas remete aos antigos gregos. Hipócrates (470 - 377 a.C.) definiu o homem como sendo uma composição de 4 tipos: melancólicos, sanguíneos, coléricos e fleumáticos. Estas são definições atribuídas às pessoas de acordo com os fluidos corpóreos, os quais o grego chamou de humores; logo a química corporal determinava diretamente a personalidade (PASQUALI, 2000). Outra hipótese foi proposta por William Sheldon, em 1940, onde características corporais de um humano determinam a personalidade. Entretanto, hipóteses que partiram destas premissas não se sustentaram mediante a avaliação científica (SCHULTZ; SCHULTZ, 2009). Dois pesquisadores obtiveram grande êxito na definição de elementos que descrevem a personalidade utilizando o conceito de traços, Gordon Allport e Raymond Cattell. O primeiro definiu vários dos argumentos teóricos em favor da representação da personalidade através de traços, ao passo que Cattell definiu como determinar os traços relevantes de maneira empírica, com a utilização de métodos de análise estatística. Allport é referenciado como o criador do estudo da personalidade de maneira acadêmica, buscando estruturar suas ideias com bases empíricas e diferindo das linhas até então dominantes em aspectos como, por exemplo, a forma de avaliação do objeto de estudo (pessoas), já que abordava indivíduos psicologicamente saudáveis; a consideração de fatores hereditários na constituição da personalidade e na unicidade do indivíduo. Considerou um traço de personalidade como uma pré-disposição de responder de forma igual ou similar a diferentes estímulos. Resumiu os traços e suas características da seguinte maneira (ALLPORT, 1937 apud SCHULTZ; SCHULTZ, 2009): • Traços são reais e existem em cada sujeito, não sendo construções ou abstrações teóricas; • Traços determinam comportamentos, motivando a busca por certos estímulos; 2.3 Psicologia da Personalidade 25 • Podem ser demonstrados de maneira empírica; • São inter-relacionados e podem se sobrepor. Traços distintos podem atuar ao mesmo tempo; • Variam de acordo com a situação. Ainda segundo Allport (apud SCHULTZ; SCHULTZ, 2009), os traços podem ter intensidades variáveis, determinadas pela frequência com que determinada característica é expressa, que se enquadram em 3 categorias: Traços cardinais: uma característica influente que é percebida em quase todos os aspectos da vida de um indivíduo. Traços centrais: Um conjunto de 5 a 10 traços que auxiliam na descrição do comportamento. Traços secundários: Outros traços que são de fraca percepção. A definição das características que deveriam ser compreendidas para a construção de um modelo descritivo da personalidade é motivo de discussões. Gordon Allport iniciou a partir da abordagem léxica, que consiste na determinação de traços, examinando as construções linguísticas sistematicamente, como por exemplo através de um dicionário. Entretanto, a linguagem pode ser de difícil entendimento e não apresenta uma interpretação livre de ambiguidades como as construções científicas (CLONINGER, 2004). Os trabalhos de Cattell preenchem esta lacuna, no sentido de determinar de modo mais específico uma lista de características universais. Sua abordagem realizou intenso uso da análise fatorial, uma técnica estatística que se baseia em correlações (coeficiente de correlação) entre algumas variáveis, estabelecendo uma medida de relacionamento entre dois grupos numéricos, que podem ser explicadas em termos de fatores fundamentais (underlying factors). Utilizando os resultados da pesquisa léxica de Allport, Cattell analisou as informações por meio da técnica estatística mencionada anteriormente e conseguiu determinar 16 fatores primários que descrevem características presentes na personalidade humana (NETO, 2010). 2.3 Psicologia da Personalidade 26 Algumas destas características teóricas e experimentais definidas nas pesquisas de Allport e Cattell serviram como base para a criação de modelos para a avaliação da personalidade, vistos em detalhes na seção 2.4. 2.3.2 Dinâmica da Personalidade: Motivação O estudo da dinâmica da personalidade consiste em uma área em si mesma, com um amplo escopo, onde as pressuposições a seu respeito variam de acordo com as teorias de personalidade onde estão inseridas. Na teoria psicanalítica, Freud institui a existência de duas pulsões: as de vida (Eros) e as de morte (Thanatos), sendo o comportamento humano direcionado para a realização destas pulsões. Do lado da teoria psicobiológica surgem duas abordagens: a teoria dos instintos, que define um conjunto de padrões inatos que permitem a sobrevivência; e a teoria da redução de pulsões (Drive Reduction Theory), desenvolvida por Clark Hull, que promulga que os motivos ou necessidades geram tensões que devem ser saciadas. De forma similar, a Teoria da Excitação afirma que somos levados a manter um certo nível de excitação, a fim de nos sentirmos confortáveis. A excitação refere-se a um estado de atividade emocional, intelectual e física (HEFFNER, 2001). Em uma das interpretações mais populares sobre a motivação, a humanística, desenvolvida por Abraham Maslow, define-as enquanto uma hierarquia de necessidades distribuídas em 5 níveis: necessidades fisiológicas, de segurança, amor e aceitação, necessidades de estima e auto-realização. A hierarquia é organizada na forma de uma pirâmide de prepotência, onde a motivação mais prioritária (base da pirâmide) domina a consciência para servir como centralizador para o comportamento, até que seja saciada e dê lugar à motivação no nível seguinte. A precedência das necessidades é vista na figura 2.3 (MASLOW, 1943). Apesar das diversas abordagens propostas, cada uma com as suas nuances, há um ponto em comum nas teorias de motivação, que trata da existência de desejos básicos ou necessidades de um indivíduo que correspondem a um estado interno ou uma condição que servem para ativar um comportamento e dar a ele uma direção (HUITT, 2001). 2.4 Instrumentos de Avaliação da Personalidade 27 Figura 2.3: Pirâmide de necessidades de Maslow Fonte: adaptado de Liu e Lu (2008, p. 1) 2.4 Instrumentos de Avaliação da Personalidade Ao mesmo tempo em que desenvolveram seus modelos para a explicação do comportamento humano, os pesquisadores da área também construíram maneiras de aferir as suas descobertas através de instrumentos para avaliação de personalidade. Nas seções a seguir são vistos alguns destes instrumentos. 2.4.1 Five Factor Model O Five Factor Model, também conhecido popularmente por “Big Five”, corresponde a uma generalização empírica a partir da covariação de traços de personalidade (MCCRAE; COSTA, 1999), organizando-os em cinco dimensões básicas: neuroticismo, extroversão, abertura a experiências, amabilidade e vontade. Cada uma delas é descrita abaixo (JOHN; SRIVASTAVA, 1999; MCCRAE; JOHN, 1992) e a definição de possíveis traços associados é dada na tabela 2.2: Neuroticismo (neuroticism): Demonstra tendências para sentimentos de aflição, agonia e outras formas de comportamento que derivam destas tendências. . Extroversão (extraversion): Implica na aproximação entusiasta com o mundo material e social. Abertura à experiência (openness to experience): Descreve a profundidade, dimensão e complexidade da vida mental e experimental de um indivíduo. 2.4 Instrumentos de Avaliação da Personalidade 28 Amabilidade (agreeableness): Associado aos aspectos mais humanitários de um indivíduo. Consciência (conscientiousness): Caracterizados pelo pensar antes de agir e a comportamentos direcionados para a realização de tarefas e planejamento. Tabela 2.2: Five Factor Model e traços relacionados Fatores (Dimensões) Traços de Nível Alto Traços de Nível Fraco Neuroticismo nervoso, inseguro relaxado, seguro Extroversão sociável, amigável introvertido, quieto Amabilidade simpático, educado crítico, rude Consciência organizado, desorganizado, negli- Abertura discipli- nado gente criativo, curioso convencional, não criativo Fonte: Li et al. (2007, p. 2) 2.4.2 Myers-Briggs Type Indicator O Myers-Briggs Type Indicator (MBTI) é um questionário psicométrico desenvolvido para medir preferências psicológicas na forma como indivíduos percebem o ambiente e tomam decisões. Desenvolvido por Katharine Briggs e Isabel Myers, baseiam-se da teoria junguiana de atitudes e tipos psicológicos para definir 16 tipos de personalidade. Um exemplo de perguntas contidas neste instrumento é visto na tabela 2.3 (pág.29). A estrutura da personalidade desenvolvida pelo psicólogo suíço Carl G. Jung consiste em 3 dimensões de dicotomias (CLONINGER, 2004): • Extroversão e introversão (extraverted and introverted ); 2.4 Instrumentos de Avaliação da Personalidade Tabela 2.3: Exemplo de perguntas presentes em um questionário MBTI. Which answer comes closer to telling how you usually feel or act? 1. When you go somewhere for the day, would you rather (a) plan what you will do and when, or (b) just go? 2. Do you tend to have (a) deep friendships with a few people, or (b) broad friendships with different people? 3. When you have a special job to do, do you like to (a) organize it carefully before you start, or (b) find out what is necessary as you go along? 4. When something new starts to be fashion, are you usually (a) one of the first to try it, or (b) not much interested? Fonte: Schultz e Schultz (2009, p. 119) 29 2.4 Instrumentos de Avaliação da Personalidade 30 • Racional e emocional (thinking and feeling) - Julgamento; • Sensorial e intuitivo (sensing and intuition) - Percepção; A primeira delas, compreende as atitudes do indivíduo com relação ao ambiente que o envolve. A extroversão define que a pessoa é direcionada a experiências externas e a introversão implica em um indivíduo preocupado com seus estados mentais internos. As duas dimensões seguintes são conhecidas como funções psicológicas, que descrevem os processos de cognição, onde em cada ato mental, pelo menos uma destas 4 funções (racional, emocional, sensorial e intuitivo) está atuando. Cada par destas funções é classificado como funções de julgamento (judgement) ou de percepção (perception) (BERENS; NARDI, 2004; CLONINGER, 2004). Trabalhando com estas concepções de Jung, Myers e Briggs trataram de desenvolver um questionário com perguntas que sintetizassem estas características. Além disso, dissociaram as classes de julgamento e percepção das funções psicológicas e as tornaram uma quarta dimensão, que tem por função explicar quais das funções psicológicas caracterizase por uma atitude extrovertida (BERENS; NARDI, 2004) . A seguir, uma lista com os 16 tipos obtidos pelas relações entre as atitudes e os tipos psicológicos, propostos pelo método: • ESTP (Extraversion, Sensing, Thinking, Perception); • ESFP (Extraversion, Sensing, Feeling, Perception); • ESTJ (Extraversion, Sensing, Thinking, Judgement); • ENTJ (Extraversion, iNtuition, Thinking, Judgement); • ENTP (Extraversion, iNtuition, Thinking, Perception); • ENFP (Extraversion, iNtuition, Feeling, Perception); • ESFJ (Extraversion, Sensing, Feeling, Judgement); • ENFJ (Extraversion, iNtuition, Feeling, Judgement); • ISTJ (Intraversion, Sensing, Thinking, Judgement); 2.4 Instrumentos de Avaliação da Personalidade 31 • ISFJ (Intraversion, Sensing, Feeling, Judgement); • ISTP (Intraversion, Sensing, Thinking, Perception); • INTP (Intraversion, iNtuition, Thinking, Perception); • INTJ (Intraversion, iNtuition, Thinking, Judgement); • INFJ (Intraversion, iNtuition, Feeling, Judgement); • ISFP (Intraversion, Sensing, Feeling, Perception); • INFP (Intraversion, iNtuition, Feeling, Perception); 2.4.3 Reiss Motivational Profile O Reiss Motivational Profile of Fundamental Goals and Motivational Sensitives ou simplesmente Reiss Motivational Profile (RMP) consiste em um questionário que avalia aquilo que motiva os indivíduos, definindo as prioridades e intensidades de seus desejos psicológicos (psychological needs) e apresentando conexões entre motivos e traços de personalidade (REISS, 2008). Estas motivações são categorizadas em 16 desejos fundamentais (basic desires). O RMP, enquanto ferramenta utilizada para determinar a intensidade dos motivos, os classifica de acordo com três intensidades: Desejos de forte intensidade (Strong-intensity desires): São desejos cardinais que apontam necessidades acima da média (em torno de 20%), quando comparado com a população em geral. Para satisfazer os motivos classificados nesta intensidade, desenvolvem-se hábitos ou traços que saciem repetidas vezes estas motivações. Desejos de fraca intensidade (Weak-intensity desires): São desejos secundários que apontam necessidades abaixo da média (em torno de 20%), quando comparado com a população em geral. De certo modo, há pouco interesse em satisfazer este tipo de motivação de maneira constante. Desejos de média intensidade (Average-intensity desires): São desejos centrais que apontam necessidades que atingem a média quando comparadas com a população em geral. A satisfação destes motivos pode ser atingida por meio das atividades 2.4 Instrumentos de Avaliação da Personalidade 32 normais do cotidiano e não apresentam traços significativos que os caracterizem, podendo ora apresentar características de desejos cardinais, ora de desejos secundários. Os 16 desejos fundamentais, definidos em Reiss (2008), são descritos a seguir: Aceitação(Acceptance): Desejo universal presente naqueles que procuram evitar críticas e a rejeição. Motiva o afastamento de pessoas que não simpatizam com um indivíduo ou o estado de nervosismo durante processos de avaliação e testes. Curiosidade (Curiosity ): Desejo universal para a atividade intelectual, determinando o prazer em se trabalhar os aspectos intelectuais e cognitivos. Alimentação (Eating ): Desejo universal para o consumo de alimentos. Família (Family ): Desejo para a criação de filhos, ligado diretamente aos instintos maternais e paternais. Define a atenção para as necessidades da família (pais, filhos e irmãos) em detrimento das próprias. Honra (Honor ): Desejo associado ao cumprimento de normas morais e códigos de conduta. Quando satisfeito, este desejo favorece expressões de lealdade, responsabilidade ou honestidade, enquanto o oposto gera culpa e vergonha. Idealismo (Idealism): Desejo universal que motiva melhorias na sociedade, propiciando o envolvimento em causas sociais e assistenciais. Independência (Independence): Desejo caracterizado pela auto-suficiência, onde é definido o modo como uma pessoa toma suas decisões. Motiva uma atitude individual sem a interferência de outros, estimulando o racionalismo em detrimento de processos intuitivos. Ordem (Order ): Estabelece o desejo por ambientes ordenados e estruturados, proporcionando senso de conforto, favorecendo atitudes de organização e planejamento de atividades. Atividade Física (Physical Activity ): Estabelece a necessidade da estimulação física. Motiva as pessoas a realização de atividades que exigem vigor físico, como os esportes. 2.5 Considerações do Capítulo 33 Poder (Power ): Desejo pela manifestação de suas ideias ou poder de influência, que leva à expressão de determinação, liderança e conquista de objetivos. Romance (Romance): Desejo universal pelo sexo, que decresce à medida que a idade de um indivíduo aumenta. Motiva a busca por uma melhor aparência e no direcionamento de forças para encontrar potenciais parceiros. Acumulação (Saving ): Impulso pela acumulação de coisas, delineando a relação entre um indivíduo e seus objetos e a sua atitude com relação a gastos financeiros. Contato social (Social Contact): Desejo universal pela companhia de outros indivíduos. Cria uma necessidade psicológica para aquisição de amigos. Status: Desejo por posição social, baseado na acumulação material, de títulos ou classe social. Tranquilidade (Tranquility ): Desejo universal para distanciamento de situações de dor e ansiedade, influenciando as atitudes frente à segurança, ao perigo ou ao risco financeiro. Vingança (Vengeance): Desejo universal para o igualar condições com outras pessoas. 2.5 Considerações do Capítulo Além das definições dos objetivos do projeto D.R.A.M.A. e um breve funcionamento de sua arquitetura, neste capítulo estabeleceu-se o que é um humano virtual e quais as exigências são consideradas para determinar sua credibilidade, uma importante característica para a coerência de um agente computacional, sendo que uma das principais é a personalidade. Apresentou-se o que é a personalidade no contexto da psicologia, sendo definido um conjunto de elementos que devem ser analisados ao se propor uma definição abrangente do tema. Também definiu-se a forma como as teorias de personalidade são estruturadas em termos de três fatores: sua descrição, sua dinâmica e seu desenvolvimento. Neste trabalho dois deles são considerados: a descrição e a dinâmica. 2.5 Considerações do Capítulo 34 Para a descrição da personalidade, a teoria de traços de personalidade oferece os fundamentos adequados à modelagem computacional, por conta do seu nível de aprofundamento descritivo e pela relação aproximada com a descrição de uma personagem contida em um roteiro. Quanto à dinâmica, há o desafio de identificar as motivações ou necessidades fundamentais que dirigem os comportamentos do indivíduos. Ainda descreveram-se alguns métodos para a avaliação da personalidade de um indivíduo. Dos citados, o Reiss Motivational Profile, aponta dezesseis motivações universais e é aquele que oferece a integração entre estas motivações e os traços de personalidade, que estimulam a exibição de algum comportamento. 35 3 Modelo Computacional Neste capítulo é descrito o modelo computacional utilizado para a representação de personalidade, no intuito de expandir e adicionar novas funcionalidades a arquitetura do projeto D.R.A.M.A.. Igualmente, são explorados alguns trabalhos relacionados já executados, os quais serviram de inspiração para a construção desta metáfora computacional. 3.1 Trabalhos Relacionados Em Poznanski e Thagard (2005) é apresentado um modelo para simulação de personalidade que varia ao longo do tempo, o qual o autor chama de SPOT (Simulating Personality Over Time), com o propósito de ser utilizada em jogos que seguem um esR tilo semelhante ao The Sims , jogo eletrônico que simula a vida de personagens. O modelo proposto, tem sua arquitetura mostrada na figura 3.1 e tem quatro componentes principais: • A personalidade, sendo representada através do Five Factor Model ; • As emoções, compostas por uma lista de 6 emoções básicas; • As situações, sendo uma lista de ocorrências possíveis em um ambiente classificadas de acordo com o efeito esperado no agente; • Os comportamentos finais possíveis do agente. Outros dois elementos, utilizados como entradas, oferecem suporte à lista de situações e são eles: o relacionamento, que define o tipo de relação entre dois agentes (positiva ou negativa); e o humor (mood ), que pode ser definido como neutro, bom ou ruim. Através de uma rede neural, implementada no simulador de redes neurais JavaNNS, os relacionamentos entre os nós são efetuados com base em valores numéricos associados aos nós dos componentes de personalidade. Desta maneira a decisão sobre quais comportamentos são adequados é dada após o processamento da rede. 3.1 Trabalhos Relacionados 36 Figura 3.1: Modelo computacional SPOT Fonte: traduzido de Poznanski e Thagard (2005, p. 8) Outro trabalho associado a modelos de personalidade e que faz uso de redes neurais é o desenvolvido por MacNamee e Cunningham (2003), pelo qual descrevem um modelo de personalidade, para a introdução de comportamentos diversos em Non Player Characters que interagem em um ambiente virtual que simula um bar. Como citado na seção 2.1, NPCs são agentes que servem como apoio à interatividade, mas que não são autônomos no sentido de predisporem-se a uma ação. Apesar de apresentar estrutura similar ao modelo explicado anteriormente, traz uma importante contribuição na definição dos elementos que são universais no comportamento entre indivíduos. Enquanto que Poznanski e Thagard (2005) definem apenas uma dimensão para relacionamentos entre indivíduos (like/dislike), MacNamee e Cunningham (2003) estabelecem cinco aspectos presentes no comportamento humano quando em sociedade (MACNAMEE; CUNNINGHAM, 2003; WISH et al., 1976): • Gostar ou não gostar (friendly or hostile); • Atratividade (attractedness); • Dominante ou submissivo (equal or unequal ); • Intimidade (emotional or task-oriented ); • Interesse (Interestedness); De outra forma, Kshirsagar e Magnenat-Thallman (2002) propõem um modelo multicamadas para a personalidade que é centrado nos humores. Um humor corresponde à 3.2 Arquitetura da Metáfora Computacional 37 camada que realiza a conexão entre a personalidade e as emoções, esta última controlada pelo humor, representando uma condição mental prolongada. O propósito deste modelo é para a utilização nos agentes de conversação ALICE 1 , um projeto open source de chatbots que faz uso de AIML2 . Mediante um texto de entrada contendo marcadores de emoção que possuem probabilidades, após o processamento realizado pelo ALICE, é submetido ao modelo de personalidade. Este modelo é uma rede bayesiana onde, a partir do humor atual e do marcador de emoção recebido, atualiza o estado do robô de conversação e aponta para o próximo estado emocional a ser exibido pelo robô. 3.2 Arquitetura da Metáfora Computacional Como visto na figura 2.2 (pág. 19), a arquitetura atual do projeto não contempla o uso de personalidade. Uma mudança parcial da arquitetura do D.R.A.M.A. é proposta em Thume (2012), que faz parte de um outro trabalho integrante do projeto. Esse trabalho relacionado propõe o desenvolvimento do módulo Individual Actions Module, que influencia no fluxo dos dados de outros módulos previstos na arquitetura do projeto. A nova configuração dos fluxos de dados é exibida no anexo A.1 (pág. 71). Nele, há a definição do posicionamento de um módulo para a personalidade, foco do estudo deste trabalho, o qual tem sua estrutura exibida na figura 3.2 e é descrito em detalhes nas seções a seguir. 3.2.1 Visão Geral O modelo recebe como entrada a descrição da personalidade de uma personagem, em termos de traços que são mapeados para os desejos ou motivações básicos correspondentes. Estes desejos são distribuídos em três níveis, de acordo com a sua intensidade e resultam em objetivos priorizados. Esta lista com os objetivos relevantes, influenciam as ações a serem realizadas pelo indivíduo. 1 2 Artificial Linguistic Internet Computer Entity Artificial Intelligence Mark-up Language 3.2 Arquitetura da Metáfora Computacional 38 A lista de objetivos e ações se relaciona com outros três fatores externos à personalidade, mas que determinam o comportamento de uma pessoa: os relacionamentos, que tratam da interação com outros indivíduos; as emoções, que serão representadas por um modelo de humores e o ambiente em que está inserido o indivíduo. Estes três elementos, combinados com os objetivos almejados pelo sujeito, direcionam o seu possível comportamento. Figura 3.2: Visão geral da metáfora computacional Fonte: do Autor 3.2.2 Descrição dos Módulos A primeira parte da arquitetura do modelo consiste no recebimento de uma lista, proveniente de um script, com a descrição das personagens. Esta descrição é dada na forma 3.2 Arquitetura da Metáfora Computacional 39 de traços ou características que descrevam uma personagem (atlético, guloso, indeciso, neurótico, obediente, etc). Este fluxo de características é sujeito a uma função de mapeamento que realiza a correlação de cada uma das características com um dos 16 desejos básicos desenvolvidos por Reiss (2008). Por exemplo, uma personagem que seja indecisa estaria associada a um valor de forte intensidade para o desejo de aceitação ou ordem; um sujeito guloso, apresentaria um valor de forte intensidade para alimentação e assim sucessivamente, de acordo com a tabela 3.1, que mostra um fragmento dos relacionamentos entre traços e motivos. A tabela completa possui aproximadamente 500 traços. Após o mapeamento entre traços de personalidade e motivos fundamentais, são definidas as intensidades destes últimos nas três categorias, conforme já descritas na seção 2.4.3, em forte, média ou fraca intensidades. Tabela 3.1: Dicionário parcial de traços de personalidade Traço Motivo provável Estereótipo Atlético ↑ Atividade Física Atletismo Guloso ↑ Alimentação Apetite Indeciso ↑ Aceitação Dúvida Neurótico ↑ Tranquilidade Ansiedade Obediente ↓ Poder Submissivo Fonte: adaptado de Reiss (2008, p. 157) O posicionamento em uma das três categorias interfere diretamente em duas características dos desejos fundamentais: a saciedade e o valor intrínseco. A saciedade diz respeito a quanto (intensidade e frequência) o indivíduo tentará satisfazer um motivo. No modelo proposto, o nível de saciedade corresponderá a um valor inteiro de 0 a 100, que respeitará as intensidades definidas no mapeamento realizado 3.2 Arquitetura da Metáfora Computacional 40 anteriormente. Esses valores foram definidos arbitrariamente, visto que a literatura de apoio não oferece meios para confirmá-los. O limite para os níveis de saciedade, respeitando a sua categorização quanto à intensidade do desejo, é visto a seguir: • de 0 a 20 para desejos de baixa intensidade; • de 21 a 80 para desejos de intensidade moderada; • de 81 a 100 para desejos de forte intensidade; Os níveis de saciedade ainda definem a quantidade de ações possíveis que um indivíduo tem disponíveis para satisfazer suas motivações. Uma pessoa gulosa, com o desejo básico de alimentação em um nível de valor 100, irá satisfazer este desejo com um maior número de ações ligadas à alimentação (desde variações de cardápio ou quantidade e alimentos consumidos); um indivíduo atlético, com parâmetros similares, não se contentaria apenas com uma corrida de 30 minutos, mas sim procuraria realizar uma série de outras atividades físicas a fim de satisfazer seu motivo fundamental. Por outro lado, um sujeito obediente, com saciedade em nível 15 apresentaria momentos de submissão com bastante frequência. No mesmo patamar das saciedades estão os valores intrínsecos, os quais relacionamse com objetivo central do motivo fundamental e direcionam o domínio das ações. A motivação para aceitação reflete na necessidade de evitar críticas; a curiosidade busca a aquisição de conhecimento e assim por diante. As ações que o agente tem acesso são originárias de um banco de dados externo (repertório de ações), provido pelo modelo descrito no anexo A.1. Visto que o projeto possui o objetivo de criar atores digitais que seguem o estilo talking heads, ou seja, agentes que possuem apenas animações com a cabeça, para o desenvolvimento dos testes deste modelo, um repertório de ações simplificado foi criado, com base nas expressões faciais fundamentais, descitas por Ekman (1992), que compreendem a: raiva, desprezo, desgosto, medo, alegria, tristeza e surpresa. A definição quanto ao número de ações que serão efetivamente utilizadas pelo agente 3.2 Arquitetura da Metáfora Computacional 41 estão definidas no conjunto motivacional, que contém a lista com os motivos, objetivos e níveis de saciedade de cada um dos desejos, mapeados dos traços de personalidade. Outros três componentes são utilizados para a determinação do comportamento do agente computacional: emoções, relacionamentos e ambientes ou situações. O modelo de representação para as emoções é inspirado por Lang (1995), onde assumese que as emoções são disposições a ações, refletindo na ativação e preparação para uma ação. Neste contexto, elas correspondem a um modelo que sintetiza as emoções humanas em duas dimensões: a de excitação (arousal ), que corresponde a intensidade de um estímulo (calma e excitação); e a valência afetiva (affective valence), em que os estímulos são classificados como positivos ou negativos (atração e prazer/aversão e desprazer). No modelo, a componente emoção é composta por dois parâmetros. Um representando a excitação e outro a valência afetiva, ambos com intervalos reais definidos em [-1,1]. A junção destes dois valores resulta em um tipo de emoção vivenciada em alguma situação e têm exemplos exibidos na figura 3.3. Figura 3.3: Dimensões de emoção e exemplos Fonte: traduzido de MacNamee e Cunningham (2003, p. 5) Para os relacionamentos, a pesquisa desenvolvida por Wish et al. (1976) e o modelo desenvolvido por MacNamee e Cunningham (2003) serviram como base. Como já definido em 3.1 – Trabalhos Relacionados, MacNamee e Cunningham (2003) utilizam cinco dimensões para caracterizar os relacionamentos. No entanto, para este trabalho, respeitam-se as dimensões definidas pela Psicologia identificadas em Wish et al. (1976): 3.2 Arquitetura da Metáfora Computacional 42 1. Gostar ou não gostar (friendly or hostile); 2. Atratividade (attractedness); 3. Dominante ou submissivo (equal or unequal ); 4. Intimidade (emotional or task-oriented ); Estes parâmetros também estão definidos em valores no intervalo fechado de [-1 a 1]. Desta forma, uma personagem que possuir as dimensões de atratividade e dominância em 0.80, influenciará comportamentos que levem a aproximar-se dos agentes e estabelece com eles uma relação de dominância. A intensidade destes relacionamentos será efetuada no momento em que os parâmetros de um outro agente presente forem confrontados. Por fim, há uma lista de ambientes ou situações as quais uma personagem estaria sujeita. Representada por uma lista literal de lugares e situações, esta componente permite que seja realizado um ajuste fino nos comportamentos observados. Esta lista foi definida com base na observação das situações e ambientes vivenciados nos exemplos utilizados para a validação do modelo e estão definidas como: 1. Divertida; 2. Competitiva; 3. Afetiva; 4. Rejeição; 5. Perigosa; 6. Segura; 7. Auxílio; 8. Desconhecida; 9. Neutra; O inter-relacionamento destes elementos: conjunto motivacional, emoções, lista de relacionamentos e lista de ambientes, ocorre na função de integração (integrador), onde serão realizados processamentos para a escolha de uma ação coerente para o agente. No 3.3 Considerações do Capítulo 43 capítulo 4 – Desenvolvimento, vê-se como isto foi desenvolvido na forma de uma rede neural artificial. Após o processamento na função de integração, serão sugeridas ações possíveis para uma função de planejamento. Outro dado que será disponibilizado para um módulo externo a esse modelo de personalidade são os objetivos do agente, que alimentarão uma base de dados, identificada no modelo como “desejos”. Estes dois elementos, planejamento e base de desejos, não fazem parte do escopo deste trabalho e têm o seu desenvolvimento desconsiderado na implementação desta metáfora computacional. 3.3 Considerações do Capítulo Neste capítulo foram explorados alguns trabalhos relacionados, apresentando seus principais componentes e conceitos desenvolvidos, que serviram de inspiração para o desenvolvimento da metáfora computacional. Em seguida são descritos cada um dos elementos utilizados para a metáfora, apresentando a arquitetura correspondente ao fluxo das informações (figura 3.2), que parte do mapeamento das características de um personagem nos 16 desejos fundamentais, constituindo um conjunto motivacional, o qual será integrado com as demais dimensões que influenciam no comportamento de um agente: emoção, relacionamentos e ambientes. No desenvolvimento deste modelo computacional, os elementos estarão dispostos em entradas, correspondendo a: • Conjunto Motivacional – intensidades dos 16 desejos universais (REISS, 2008). • Emoções – intensidade e valência afetiva. • Relacionamentos – dominância, afetividade, intimidade e atratividade. • Ambientes/Situações 3.3 Considerações do Capítulo 44 – divertido, competitivo, afetivo, rejeição, perigoso, seguro, auxílio, desconhecido, neutro. Tendo como saída um repertório de ações, definido por: • Repertório de ações – Expressões universais (EKMAN, 1992): raiva, desprezo, aversão, medo, alegria, tristeza, surpresa. Os detalhes da interação entre entradas, saídas e a interação entre estes elementos são apresentados no capítulo seguinte. 45 4 Desenvolvimento Este capítulo apresenta as etapas do desenvolvimento da metáfora computacional proposta no capítulo 3. Inicialmente são apresentados o conjunto de ferramentas utilizados para a implementação dos requisitos que foram definidos e em seguida é discutida a maneira como o desenvolvimento foi realizado para duas etapas do modelo: o mapeamento dos traços de personalidade e o processo de relacionamento com os outros módulos do modelo (ambientes, emoções e relacionamentos). 4.1 Ferramentas O desenvolvimento do trabalho foi realizado na linguagem Python, com o apoio das bibliotecas xmltodict e a pybrain, além da implementação em Python para a SQLite. A descrição e motivos de utilização destas ferramentas são expressos a seguir: Linguagem Python: a linguagem Python1 trata-se de uma linguagem interpretada de alto nível e multiparadigma, com uma sintaxe clara e expressiva. Criada por Guido Van Rossum, em 1991, permanece sendo desenvolvida por sua comunidade de usuários sob uma licença aberta. O projeto D.R.A.M.A. estabeleceu que seus atores digitais e animações seriam desenvolvidos na suíte de criação de aplicações 3D Blender 2 . A linguagem Python é a base do desenvolvimento de add-ons e plugins, responsáveis por estender a funcionalidade deste software, sendo a linguagem escolhida para o desenvolvimento de trabalhos associados ao projeto. Além da sintonia com os objetivos do projeto D.R.A.M.A., outras características como a extensa documentação e a possibilidade de ser executada em múltiplas plataformas, contribuem para a escolha desta linguagem de programação para o desenvolvimento da metáfora computacional proposta. 1 http://www.python.org 2 http://www.blender.org 4.1 Ferramentas 46 Biblioteca xmltodict: As informações a respeito dos traços de personalidade de um personagem são organizadas em arquivos XML. A biblioteca xmltodict3 possibilita a análise léxica e sintática para a linguagem XML (Linguagem de marcação extensível) e foi utilizada para organização destes dados para o processo de mapeamento dos traços de personalidade em desejos fundamentais, organizando estas informações em dicionários de dados, durante o tempo de execução. Biblioteca pybrain: A biblioteca pybrain4 corresponde a uma implementação modular de diversos algoritmos para aprendizagem de máquina, desenvolvida para a linguagem Python(SCHAUL et al., 2010). Tem por objetivo ser de fácil utilização, oferecendo uma forma flexível e poderosa para a utilização, teste e comparação dos algoritmos para aprendizagem de máquina. O desenvolvimento da metáfora computacional foi realizado na forma de uma rede neural, justificando o uso desta biblioteca. SQLite: O SQLite5 corresponde a um sistema gerenciador de banco de dados relacionais desenvolvido em uma biblioteca C. Esta biblioteca, em contraste com os sistemas de gerenciamento tradicionais, não é um processo que executa em separado, atendendo requisições de uma aplicação cliente em uma máquina servidora, mas atua como parte integral da aplicação. Implementa parte do padrão SQL e garante também conformidade com as propriedades ACID, sendo adequado para criação e manipulação de bases de dados em aplicações que armazenam dados localmente, sendo utilizado em aplicações desktop, browsers e sistemas embarcados. No desenvolvimento deste trabalho, tem função de armazenar as informações referentes aos traços de personalidade e aos desejos fundamentais, auxiliando no processo de mapeamento entre traços e desejos. 3 https://github.com/martinblech/xmltodict 4 http://pybrain.org/ 5 http://www.sqlite.org/ 4.2 Implementação da Metáfora Computacional 4.2 47 Implementação da Metáfora Computacional A implementação da metáfora computacional consiste em duas fases distintas que, quando combinadas, resultam na escolha das ações possíveis de execução pelos agentes computacionais. A seguir são tratados os detalhes no desenvolvimento destas duas etapas. A primeira etapa, consiste na criação do conjunto motivacional da personagem, que é resultado do mapeamento entre suas características para os desejos fundamentais e corresponde efetivamente à personalidade do ator digital. Em seguida, é descrito o processo de integração entre as informações reunidas no conjunto motivacional com as demais partes do modelo: lista de ambientes, emoções e relacionamentos. 4.2.1 Conjunto Motivacional A primeira fase da implementação da metáfora computacional consiste na definição das características de um personagem e na associação entre estas características, que correspondem aos traços de personalidade, com os desejos fundamentais, já tratados na seção 2.4.3. Na arquitetura original do projeto D.R.A.M.A., estas características serão extraídas automaticamente de um script, contendo a descrição dos personagens; no entanto, neste trabalho estas características já estarão definidas, com base na descrição dos personagens usados para os exemplos 6 . As características, que consistem em uma lista de adjetivos para cada personagem, são organizados em um arquivo XML e suas informações servirão como entradas no modelo. O primeiro nível hierárquico corresponde às definições para as personagens, consistindo no nome da personagem e no conjunto de traços identificados. O arquivo reúne as informações de todos os personagens, e tem sua estrutura demonstrada no algoritmo 4.1. Cabe aqui lembrar que a lista de traços pode não ser capaz de correlacionar qualquer característica, uma vez que ela possui um número limitado de traços e que termos sinônimos podem não existir no banco de dados desenvolvido. 6 Os exemplos que utilizados foram os quadrinhos da “Turma da Mônica”, sendo tratados no capítulo 5. As descrições das personagens que auxiliaram na definição dos traços podem ser encontrados em: http://www.monica.com.br/ingles/personag/t-monica.htm 4.2 Implementação da Metáfora Computacional 48 Algoritmo 4.1: Estrutura XML para descrição das características de um personagem 1 2 <personality> <character> 3 <name>Maggy</name> 4 <trait>Gluttonous</trait> 5 <trait>Sweet</trait> 6 <trait>Sympathetic</trait> 7 8 </character> </personality> 9 A operação seguinte é a de mapeamento destas características nos desejos fundamentais. Reiss (2008) identifica uma lista de aproximadamente 500 traços de personalidade e os correlaciona com os 16 desejos fundamentais, definindo ainda suas intensidades em alta ou baixa. Este relacionamento entre traços e características foi codificado na forma de um banco de dados, contendo duas tabelas. A principal delas, traits_dictionary, reúne as informações sobre o traço de personalidade, o desejo a que ele corresponde, a intensidade do desejo e o estereótipo a que ele pertence. A tabela seguinte, basic_desires, é uma tabela auxiliar que contém os desejos fundamentais e tem como função restringir o acesso da aplicação aos 16 desejos conhecidos, além de disponibilizar informações extras, como o objetivo e o valor intrínseco do desejo. Para cada traço encontrado no arquivo de entrada, é estabelecido um relacionamento com um desejo e definida a sua intensidade. Estas intensidades estão restritas a níveis altos e baixos. Uma vez que o conjunto motivacional de um personagem é definido com o uso de todos os desejos básicos, aqueles que não estão relacionados a nenhum traço, são definidos como de média intensidade. Independente dos níveis de intensidade, seus valores foram definidos de forma aleatória, respeitando as definições impostas no capítulo 3, como mostra o algoritmo 4.2. 4.2 Implementação da Metáfora Computacional 49 Algoritmo 4.2: Definição aleatória da intensidade dos desejos 1 2 if intensity == ’Strong’: intensity = random.randrange(81,100) 3 4 5 if intensity == ’Weak’: intensity = random.randrange(0,20) 6 7 # present_desires corresponde a uma lista de desejos nao definidos no mapeamento 8 9 if desire not in present_desires: intensity = random.randrange(21,80) 10 11 O resultado final deste mapeamento é exemplificado no algoritmo 4.3 e se estrutura em um outro arquivo XML, contendo apenas as características referentes ao conjunto motivacional de um personagem. Informações como objetivo e valores intrínsecos dos desejos serão utilizados por outras partes da arquitetura geral do projeto, enquanto que as suas intensidades servirão como entradas para o processo de integração, que reunirá estes dados com as outras partes da metáfora. Algoritmo 4.3: Exemplo reduzido de saída, para um personagem 1 2 3 <character name="Monica"> <basicdesires> <desire> 4 <name>Tranquility</name> 5 <goal>Safety</goal> 6 <value>Caution</value> 7 8 9 10 <intensity>7</intensity> </desire> </basicdesires> </character> 11 Ao término da identificação das características do personagem e consequente mapeamento para a construção de um conjunto motivacional para um ator digital, inicia-se um procedimento que reúne e processa estas informações, correlacionando-as aos outros aspectos que influenciam no comportamento do ator digital autônomo. A esta etapa deu-se o nome de integração e é tratada em detalhes a seguir. 4.2 Implementação da Metáfora Computacional 4.2.2 50 Outros Módulos Na implementação do modelo computacional, a etapa de integração é responsável por quantificar e combinar um conjunto de fatores externos à personalidade com os dados fornecidos pelo conjunto motivacional, o que resultará no comportamento do agente. Para a realização desta tarefa foi escolhida a implementação do modelo sob uma rede neural artificial, um método para classificação de dados proveniente da inteligência artificial. O desenvolvimento desta estrutura foi realizado utilizando-se da biblioteca pybrain, desenvolvida para a linguagem Python e que reúne uma série de funções e algoritmos para aprendizado de máquina. Uma rede neural artificial corresponde a um modelo computacional, inspirado no funcionamento de um cérebro humano, que realiza um massivo processamento paralelo de informação executado por simples unidades de processamento (neurônios), assemelhandose a um cérebro biológico em dois aspectos (HAYKIN, 2007): • O conhecimento do ambiente é adquirido por meio de um processo de aprendizado; • O conhecimento adquirido é armazenado nas interconexões dos neurônios (sinapses). Figura 4.1: Modelo de um neurônio artificial Fonte: Adaptado de (HAYKIN, 2007) Computacionalmente, um neurônio artificial é representado como na figura 4.1. Na figura, W(nj) correspondem a pesos que simulam as sinapses; xn são os valores de entrada 4.2 Implementação da Metáfora Computacional P e corresponde a soma ponderada que define um nível de ativação α, dado por: αi = n X wij xj 51 (4.1) j=1 Os níveis de ativação, como nas sinapses humanas, podem ser definidos em dois tipos: excitatórias e inibitórias. As excitatórias possuem valores positivos, wnj > 0; as inibitórias possuem valores negativos, wnj < 0. Finalmente, uma função de ativação ϕ que age sob α, é responsável pela normalização do valor de saída do neurônio em um intervalo típico [0,1] ou, de maneira alternativa, [-1,1] e representa o valor final da rede. Na metáfora computacional, são usadas como entradas 31 elementos, definidos na seção 3.3 e que na rede neural correspondem aos neurônios: • 16 neurônios, para a representação dos desejos fundamentais de uma personagem (REISS, 2008); • 2 neurônios para as duas dimensões de emoção: valência afetiva e intensidade; • 4 neurônios para as dimensões de relacionamento: dominância, afetividade, intimidade e atratividade; • 9 neurônios para descrição dos ambientes ou situações; As saídas são descritas por 7 neurônios, representado as emoções básicas, identificadas na seção 3.2.2: raiva, desprezo, desgosto, medo, alegria, tristeza e surpresa. Os valores definidos tanto para as entradas, como para as saídas, respeitam intervalos fechados em [-1,1]. Estes intervalos já foram definidos na descrição do modelo computacional para as dimensões de emoções e relacionamentos. No entanto, os valores para a intensidade dos desejos básicos, definidos no intervalo [0,100], sofreram uma modificação para se adequar à rede neural, sendo divididos por um fator 10. Por sua vez, os ambientes possuem uma representação absoluta, quantificada em 0 ou 1, representando o fato da personagem estar ou não inserida em um ambiente com as características identificadas pelo seu rótulo. 4.2 Implementação da Metáfora Computacional 52 Com relação à função de ativação, optou-se pelo uso da função sigmoide, definida na equação 4.2 e utilizada na maioria das redes neurais modernas por possuir a característica de ser diferenciável (não-linear) e de reproduzir período refratário7 dos neurônios biológicos. ϕ(α) = 1 1 + e−α (4.2) Quando são reunidos grupos de neurônios artificiais, tem-se formada uma rede neural artificial que pode possuir diferentes arquiteturas, de acordo com a organização destes neurônios, exercendo influência na forma de aprendizado da rede. As arquiteturas para redes neurais, em geral, estão relacionadas a 3 grupos (HAYKIN, 2007): • Redes Perceptron (Feedforward Networks): São redes onde os neurônios estão organizados em duas camadas, em que o fluxo de dados ocorre das entradas para as saídas, onde será processada a informação. São adequadas para problemas estritamente lineares; • Redes Perceptron Multicamadas (Multilayer Feedforward Networks): É uma evolução do modelo anterior em que são adicionadas uma ou mais camadas ocultas (hidden layers), onde são realizados os processamentos de informação. Estas camadas ocultas permitem a resolução de problemas mais complexos e possibilita a rede adquirir uma perspectiva mais generalizada dos resultados; • Redes Recorrentes (Recurrent Networks): As redes recorrentes diferenciamse das arquiteturas anteriores por possuírem pelo menos um laço de realimentação. Este laço pode ser entendido como o uso dos resultados gerados pelas entradas que, além de servirem para as camadas de saída, podem ser utilizados novamente pelas próprias entradas. Este tipo de arquitetura possui significativo impacto no processo de aprendizado da rede. A disposição destes neurônios, observando-se a implementação da metáfora, obedece aos preceitos da arquitetura Perceptron de múltiplas camadas sendo organizada em 3 7 O período refratário corresponde ao tempo para que a membrana que recobre os neurônios biológicos esteja apta a receber um segundo estímulo. 4.2 Implementação da Metáfora Computacional 53 camadas, dispostos como na figura 4.2: uma de entrada, contendo os 31 neurônios correspondendo aos fatores para representação da personalidade; uma camada de saída, com os 7 comportamentos possíveis e uma camada oculta contendo 55 unidades. Uma vez que não há consenso quanto ao número necessário de unidades na camada oculta para o funcionamento ideal da rede neural, o estudo conduzido por Elisseeff e Paugam-Moisy (1996) serviu como base na definição deste valor. A equação utilizada para a definição deste número de unidades ocultas é vista a seguir: Noculto Ntreinamento ∗ Nsaida =2 Nentrada + Nsaida (4.3) De acordo com a equação 4.3, o número de unidades ocultas da rede (Noculto ) é resultado da razão entre a multiplicação do número de dados disponíveis para o treinamento (Ntreinamento ) e o número de saídas da rede (Nsaida ) pela soma das entradas (Nentrada ) pelas saídas. Figura 4.2: Representação de um Perceptron Multicamada Fonte: (HAYKIN, 2007) As redes neurais artificiais possuem a característica de aprender por exemplos e realizar interpolações e extrapolações do que aprenderam e uma forma de obter este aprendizado é na determinação da intensidade das conexões entre os neurônios. O processo de aprendizagem ocorre de maneira iterativa, ajustando-se parâmetros e os pesos das conexões entre as unidades que compõem a rede neural, que ao final armazenam o conhecimento do ambiente (BRAGA et al., 2000). 4.2 Implementação da Metáfora Computacional 54 Diversas abordagens para o treinamento destas redes foram desenvolvidas, dividindose em dois paradigmas principais: aprendizagem supervisionada e aprendizagem nãosupervisionada. Na aprendizagem supervisionada há a interferência de um mediador externo, que fornece os dados de entrada à rede, cabendo a ela a identificação dos padrões; enquanto que no paradigma não-supervisionado é a própria rede quem infere os resultados finais, com base nas entradas que lhe são fornecidas. Optou-se por desenvolver a metáfora computacional no modelo supervisionado, com o uso do algoritmo de aprendizado back-propagation. A escolha é pautada tanto pela arquitetura que foi proposta para a rede neural, como pelo conhecimento das relações entre as dimensões que compõem a personalidade e o seu comportamento resultante, utilizados para os casos de exemplo. O algoritmo back-propagation é um método supervisionado que utiliza pares (entrada, saída) e que, através de um mecanismo de correção de erros, realiza ajustes nos pesos da rede. O processo de treinamento ocorre em duas fases, cada uma percorrendo a rede em um sentido. A primeira fase, conhecida como forward, define a saída da rede correspondente a um padrão de entrada; a fase seguinte, backward, utiliza-se da saída desejada e a saída encontrada pela rede como forma de atualizar os pesos das conexões (BRAGA et al., 2000). Os conjuntos de treinamento utilizados para alimentar o algoritmo de aprendizagem foram construídos manualmente. Com base nas observações de aproximadamente 100 histórias em quadrinhos da “Turma da Mônica” 8 , foram criados 150 casos para treinamento. Os valores foram dispostos em um vetor com 31 posições representando as entradas e identificados por um único valor de saída, quantificado com um valor de 0 a 6, relacionando a entrada a um rótulo de saída que compreende aos comportamentos observados. Após a fase de treinamento da rede, foi realizada a sua validação com base na comparação das respostas obtidas pelo modelo computacional e aquelas identificadas em um questionário para captar a percepção humana das expressões esperadas para uma personagem. Também foram executados alguns exemplos para demonstração dos diferentes comportamentos gerados com o uso deste modelo computacional. As informações da fase 8 A “Turma da Mônica” é uma série de histórias em quadrinhos criada por Mauricio de Sousa no ano de 1959. É a principal série criada pelo cartunista, possuindo ainda minigrupos, nos quais os personagens passam por várias peripécias cotidianas. 4.2 Implementação da Metáfora Computacional de testes e exemplos são explicados no capítulo a seguir. 55 56 5 Testes e Resultados Nesta seção são avaliados os resultados do questionário sobre a percepção humana dos comportamentos esperados para personagens inseridos em uma história, com base apenas na descrição da cena e conhecimento prévio das personalidades das personagens envolvidas. São exibidos os dados mais relevantes ao desenvolvimento da proposta de validação, sendo que informações detalhadas a respeito das respostas dadas no questionário estão presentes no anexo A.2. Depois de apresentados os dados obtidos por meio desta consulta, é realizada a comparação entre as respostas de maior incidência neste questionário, com aquelas obtidas pelo uso modelo computacional nas mesmas situações usadas para a composição do conjunto de perguntas. 5.1 Caso de Exemplo O exemplo utilizado para a realização dos testes com o público foi retirado de uma história em quadrinhos1 , apresentada na figura 5.1. A história foi dividida em 6 quadros, onde em todos era dada a descrição da cena juntamente com a pergunta: Considerando-se o conjunto motivacional da personagem X. Qual o comportamento esperado para ela?. Sem que fossem fornecidas ilustrações, o participante deveria optar por uma opção entre sete alternativas de comportamento que ele considerasse coerente. As próximas seções apresentam os resultados finais obtidos com este questionário e sua relação com as informações obtidas pelo modelo computacional. 1 http://www.monica.com.br/comics/tabloide/tab010.htm 5.2 Dados do Questionário 57 Figura 5.1: História utilizada para o questionário - Turma da Mônica 5.2 Dados do Questionário Antes do início do questionário, cada participante preencheu uma ficha virtual contendo informações a respeito do sexo, idade e grau de escolaridade. No total, 124 pessoas preencheram estas informações prévias e estavam aptas a iniciar o questionário. Deste número, 68 (54.8%) são mulheres e 53 (42.7%) são homens; 60.4% dos participantes concentra-se na faixa etária entre 15 a 34 anos, sendo que 69.3% declararam cursar ou já ter concluído o ensino superior. O primeiro quadro disponível para análise é ilustrado na figura 5.2, onde é questionado sobre o comportamento das personagens, enquanto brincam de cabo-de-guerra. Foram obtidas 124 respostas válidas para o comportamento da personagem Mônica e 119 respostas para o comportamento de Magali. Tendo à disposição somente a descrição da cena e as informações do conjunto motivacional das personagens, o comportamento esperado para Mônica foi definido como 5.2 Dados do Questionário 58 Figura 5.2: Tira utilizada para a primeira pergunta do questionário raiva, por 50 votos; por sua vez, Magali deve apresentar um comportamento de alegria, de acordo com 77 pessoas. A segunda pergunta refere-se aos acontecimentos ilustrados na figura 5.3, onde é analisado o comportamento observado após o recado dado pela mãe de Magali, o que envolve novamente as duas personagens. Os resultados obtidos para as perguntas deste quadro foram: a expressão de alegria de Magali, com 107 votos (de um total de 122) e a de surpresa para Mônica, com 34 votos (de um total de 117). Figura 5.3: Tira utilizada para a segunda pergunta do questionário Para o terceiro quadro, foi avaliada a reação de Mônica à derrota no cabo-de-guerra. Houve a participação de 113 pessoas, onde a maioria, correspondente a 69 votos, indicou um comportamento de raiva. Na continuidade da história, a personagem Mônica convida um outro amigo para participar da brincadeira. O personagem Cascão passa a fazer parte da história e a sua reação ao convite de Mônica é considerada para a pergunta do quadro 4 (figura 5.4). De acordo com os entrevistados, a reação mais coerente para Cascão é a de alegria, apontada com 43 votos (37.4%). Neste quadro, outra resposta que obteve votos significativos foi a expressão de surpresa que compreende a 31.3% das escolhas. Cascão é novamente protagonista no questionamento realizado no quadro 5, quando a chuva se aproxima. Para a maior parte dos participantes do questionário, nessas condições a personagem deve demonstrar medo (63 votos). Por fim, é realizada a análise do sexto quadro, onde há a fuga de Cascão, por medo, 5.3 Dados do Modelo Computacional 59 Figura 5.4: Tiras utilizadas para os quadros 3, 4, 5 e 6. da chuva e uma nova derrota da personagem Mônica. 107 pessoas responderam a esta pergunta, das quais 74 acreditam que a personagem deve reagir expressando raiva. A tabela 5.2 apresenta um resumo das informações citadas acima, reunindo os comportamentos esperados para os personagens por toda a história de exemplo. Tabela 5.1: Comportamentos esperados para as personagens de acordo com o questionário Quadros Mônica Magali Cascão 1 Raiva Alegria — 2 Surpresa Alegria — 3 Raiva — — 4 — — Alegria 5 — — Medo 6 Raiva — — Fonte: do Autor 5.3 Dados do Modelo Computacional As informações da história exemplo foram codificadas para o modelo computacional na forma de uma lista, contendo as 31 entradas necessárias, submetidas a rede neural para que retornem um comportamento desejado. 5.3 Dados do Modelo Computacional 60 Os níveis de intensidade dos desejos básicos, que permanecem os mesmos durante todo o desenvolvimento da trama, estão definidos da seguinte forma: • Mônica: [0.09, 0.48, 0.63, 0.34, 0.49, 0.34, 0.36, 0.55, 0.61, 0.89, 0.54, 0.56, 0.36, 0.64, 0.07, 0.99] • Magali: [0.41, 0.46, 0.99, 0.39, 0.41, 0.85, 0.33, 0.33, 0.69, 0.33, 0.68, 0.42, 0.95, 0.67, 0.61, 0.52] • Cascão: [0.71, 0.37, 0.46, 0.58, 0.40, 0.51, 0.50, 0.48, 0.68, 0.61, 0.75, 0.36, 0.96, 0.21, 0.97, 0.43] Os valores definidos para as outras dimensões são alterados durante a história, sendo diferentes em cada quadro. No quadro 1, os valores de entrada, foram definidos da seguinte maneira: • Mônica: – Valência Afetiva e Intensidade: [0.80, 0.50] – Dominância e Afetividade: [0.60, 0.90] – Intimidade e Atratividade: [0.80, 0.80] – Situação: [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] (Divertida) • Magali: – Valência Afetiva e Intensidade: [0.70, 0.10] – Dominância e Afetividade: [0.60, 0.90] – Intimidade e Atratividade: [0.80, 0.80] – Situação: [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] (Divertida) Nestas condições, a saída do modelo indica o comportamento de alegria para as duas personagens. No quadro 2, visto que há uma interação com a mãe de Magali, os valores definidos para as relações da personagem Magali sofre mudanças: 5.3 Dados do Modelo Computacional 61 • Mônica: – Valência Afetiva e Intensidade: [0.80, 0.50] – Dominância e Afetividade: [0.60, 0.90] – Intimidade e Atratividade: [0.80, 0.80] – Situação: [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] (Divertida) • Magali: – Valência Afetiva e Intensidade: [0.80, 0.30] – Dominância e Afetividade: [0.10, 0.30] – Intimidade e Atratividade: [0.40, 0.40] – Situação: [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] (Divertida) Apesar das mudanças para a personagem Magali, as respostas permanecem as mesmas das encontradas no quadro anterior, ambas personagens exibem a expressão alegria. Para o quadro 3, são alterados os parâmetros da personagem Mônica, ajustados para a derrota na brincadeira: • Mônica: – Valência Afetiva e Intensidade: [-0.40, -0.20] – Dominância e Afetividade: [0.60, 0.90] – Intimidade e Atratividade: [0.80, 0.80] – Situação: [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0] (Rejeição) Esta disposição dos dados favorece a exibição do comportamento raiva, de acordo com o modelo computacional. Para o quadro 4, são ajustados os parâmetros da personagem Cascão: • Cascão: – Valência Afetiva e Intensidade: [0.50, -0.80] – Dominância e Afetividade: [0.70, 0.70] 5.4 Resultados 62 – Intimidade e Atratividade: [0.70, 0.70] – Situação: [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1] (Neutra) A saída indicada pelo modelo computacional para Cascão é a de alegria No quadro 5, são realizadas mudançãs para a personagem Cascão, em virtude da chuva que se aproxima: • Cascão: – Valência Afetiva e Intensidade: [-0.50, 0.60] – Dominância e Afetividade: [0.70, 0.70] – Intimidade e Atratividade: [0.70, 0.70] – Situação: [0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0] (Perigosa) Com esta configuração de entrada, o modelo aponta para exibição do comportamento medo por parte da personagem. Com uma nova derrota, no quadro 6, a configuração das entradas para a personagem Mônica ficam desta maneira: • Mônica: – Valência Afetiva e Intensidade: [-0.70, 0.80] – Dominância e Afetividade: [0.70, 0.70] – Intimidade e Atratividade: [0.70, 0.70] – Situação: [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0] (Rejeição) Onde o modelo computacional indica que Mônica expressará um comportamento de raiva. 5.4 Resultados A comparação entre as duas tabelas de comportamentos mostra que o modelo computacional consegue atingir com certo êxito o seu objetivo na representação de uma personalidade. Considerando um total de 8 ações, o modelo conseguiu reproduzir os comportamentos estimados em 6 ocasiões, resultando em um índice de acerto de 75%. 5.4 Resultados 63 Tabela 5.2: Comportamentos esperados para as personagens de acordo com o modelo computacional Quadros Mônica Magali Cascão 1 Alegria Alegria — 2 Alegria Alegria — 3 Raiva — — 4 — — Alegria 5 — — Medo 6 Raiva — — Fonte: do Autor De acordo com Carvalho (2012), o principal resultado de uma pesquisa científica é o conhecimento aplicável a um propósito. A validação da pesquisa nestes termos é verificada em quatro quesitos: • Análise do sucesso do conhecimento produzido: Utilidade: o modelo proposto mostra-se útil para a representação de personalidades, que atuem de forma coerente com as situações impostas por um ambiente. Apesar de não ser aplicável a todos os casos conhecidos, pode ser expandido sem alterações à estrutura da metáfora. Eficácia: o modelo desenvolvido demonstra ser possível gerar respostas coerentes e individuais para a maioria dos casos. Eficiência: não existem uma medida para a eficiência do sistema, em virtude dos poucos testes executados. • Generalização: sendo respeitados os parâmetros de entrada da rede neural criada e alimentando a base de dados para treinamento com novos registros, é possível criar outras personalidades sem alteração da arquitetura proposta para o modelo. • Inovação: a metáfora computacional criada apresenta inovações na forma de sua concepção. Observados os requisitos acerca da Teoria da Personalidade, ela consi- 5.4 Resultados 64 dera tanto a descrição como as motivações do indivíduo para a geração dos comportamentos possíveis, tendo por base o instrumento Reiss Motivational Profile. • Explicação: foi proposto o desenvolvimento de uma metáfora que garantisse a exibição do comportamento individualizado e coerente para que fosse utilizada nos atores digitais autônomos do projeto D.R.A.M.A. Além das exigências provenientes da Psicologia no que se refere aos processos que determinam o comportamento humano (características do indivíduo e motivação), foram identificados outros fatores que determinam as ações de um indivíduo, como as emoções que ele vivencia, os relacionamentos com os demais indivíduos e o ambiente em que está inserido. A utilização de uma rede neural artificial para combinar estes elementos possibilitou que a combinação deste conjunto de fatores e permitiu a exibição de um comportamento coerente para o agente. 5.4.1 Limitações Embora o modelo possa ser expandido para o uso de mais personalidades, a implementação atual da metáfora possui limitações quanto à representação de comportamentos e variabilidade de personalidades disponíveis. A limitação ocorre em função dos conjuntos de treinamento, que foram construídos com base em apenas quatro personalidades dos principais personagens da “Turma da Mônica”, não garantindo precisão na determinação do comportamento fora destes limites. 5.4.2 Publicações Como produto deste trabalho de conclusão, foi publicado um artigo (short paper ) para o Simpósio Brasileiro de Jogos e Entretenimento Digital (SBGames). RAMOS, Ricardo P. ; SILVA, Rogério Eduardo da. ; REIS, Juliane Cristine K. A Personality Model based on Reiss Motivational Profile for Autonomous Digital Actors. In: Simpósio Brasileiro de Jogos e Entretenimento Digital. Brasília, Distrito Federal, nov 2012. 65 6 Conclusão Os humanos virtuais, que correspondem a modelos computacionais inspirados no comportamento humano, representam uma nova maneira de pensar a interação homemmáquina. Embora tenha-se obtido avanços quanto a sua representação gráfica, estes agentes computacionais ainda não são comprometidos com o comportamento humano, principalmente do ponto de vista cognitivo. Vários fatores contribuem para a credibilidade de um humano virtual, tanto através da sua concepção artística, como pela perspectiva do agente computacional, sendo merecedor de destaque a personalidade. Embora para um humano virtual a representação da personalidade não necessite ser totalmente fiel a um humano real, requerindo apenas que o comportamento apresentado seja coerente ao contexto em que ele está inserido, observar o funcionamento da personalidade humana pela visão da Psicologia é determinante na construção de um modelo que aproxime os agentes virtuais e os indivíduos reais. A partir de um estudo de teorias de personalidade, foi possível identificar questões fundamentais a seu respeito: na forma de identificação das diferenças individuais e na maneira como a personalidade é expressa. Estas questões direcionaram a pesquisa para duas abordagens apropriadas ao desenvolvimento de um modelo computacional para a personalidade: a teoria de traços de personalidade, como forma de descrevê-la e a consideração dos aspectos motivacionais de um indivíduo. A escolha pela teoria de traços é reflexo de seu aprofundamento descritivo e da maneira como pode ser medida, através de testes e observações. Neste contexto, o Reiss Motivational Profile surge como um instrumento para a avaliação da personalidade considerando uma integração entre os traços e as motivações de um indivíduo. Com base neste instrumento e nos trabalhos relacionados na área, sugeriu-se um modelo computacional que relaciona os traços de personalidade a 16 desejos básicos, os 6 Conclusão 66 quais combinados resultam em possíveis comportamentos para o indivíduo. Estes comportamentos propostos ainda sofrem influências de outras três componentes: os relacionamentos entre indivíduos, as emoções a que ele está submetido e o ambiente em que está inserido. A implementação desta metáfora foi realizada na forma de uma rede neural artificial, que corresponde a um conjunto de técnicas para a classificação de dados, organizados como uma rede Perceptron multicamada e implementando o algoritmo de aprendizagem back-propagation. Os resultados obtidos com o uso deste modelo foram confrontados com informações obtidas de questionários, com o objetivo de identificar os comportamentos aceitos por uma população em determinados tipos de situações. Demonstrou-se que os resultados alcançados pelo modelo computacional atingem os objetivos de coerência comportamental estipulados pela população. Apesar do conjunto de treinamento limitar-se a personalidade dos personagens de histórias em quadrinhos, o modelo pode ser estendido e aplicado para outros propósitos, sendo-lhe fornecidos dados de treinamento mais abrangentes, que contemplem um maior número de personalidades. Como sugestão para futuros trabalhos, uma vez que há poucas referências quantificáveis entre as relações de personalidade e comportamentos observáveis, sugere-se o desenvolvimento de um questionário mais elaborado para que o modelo possa responder adequadamente a cenários mais complexos. Há também a possibilidade do desenvolvimento de umeditor de personalidades para atores digitais autônomos, que possibilite a criação de personalidades e manipulação de seus parâmetros, como as intensidades dos desejos básicos. Referências Bibliográficas ALLPORT, G. W. Personality: A psychological interpretation. Holt, 1937. BATES, J. The role of emotion in believable agents joseph bates. Emotion, ACM Press, v. 37, n. April, p. 122–125, 1994. Disponível em: <http://portal.acm.org/citation.cfm?doid=176789.176803>. BERENS, L. V.; NARDI, D. Understanding Yourself and Others: An Introduction to the Personality Type Code. : Cambridge University Press, 2004. BRAGA, A. de P.; CARVALHO, A. P. de; LUDEMIR, T. 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Journal of Personality and Social Psychology, v. 33, n. 4, p. 409–420, 1976. 71 A Apêndice A.1 Nova Arquitetura proposta para o projeto D.R.A.M.A. Figura A.1: Arquitetura para atores virtuais que contém um módulo de personalidade Fonte: Thume (2012) A.2 Detalhes das respostas obtidas no questionário A.2 Detalhes das respostas obtidas no questionário Figura A.2: Distribuição de gênero dos participantes Fonte: Do Autor Figura A.3: Distribuição das idades dos participantes Fonte: Do Autor 72 A.2 Detalhes das respostas obtidas no questionário Figura A.4: Nível de Escolaridade dos participantes Fonte: Do Autor Figura A.5: Distribuição das respostas para a Quadro 1 - Questão 1 Fonte: Do Autor 73 A.2 Detalhes das respostas obtidas no questionário Figura A.6: Distribuição das respostas para a Quadro 1 - Questão 2 Fonte: Do Autor Figura A.7: Distribuição das respostas para a Quadro 2 - Questão 1 Fonte: Do Autor 74 A.2 Detalhes das respostas obtidas no questionário Figura A.8: Distribuição das respostas para a Quadro 2 - Questão 2 Fonte: Do Autor Figura A.9: Distribuição das respostas para a Quadro 3 Fonte: Do Autor 75 A.2 Detalhes das respostas obtidas no questionário Figura A.10: Distribuição das respostas para a Quadro 4 Fonte: Do Autor Figura A.11: Distribuição das respostas para a Quadro 5 Fonte: Do Autor 76 A.2 Detalhes das respostas obtidas no questionário Figura A.12: Distribuição das respostas para a Quadro 6 Fonte: Do Autor 77