自由Liberty案例研究：通过预测人的意图，用姿势和行为告知情感计算机

案例研究：通过预测人的意图，用姿势和行为告知情感计算机

情感计算是计算领域的一个研究领域，它表明，要使计算机能够在更自然的程度上进行交互，为了使计算机真正具有智能，计算机必须具有识别、理解、甚至拥有和表达情感的能力(Picard 1997)。本研究利用自由波氏菌(Polhemus Free)。

初步实验结果表明，该情感计算机系统能够对人体姿态进行监测，并能成功地输出正确的姿态分类，与所展示的运动相匹配。

工作如何推进最先进的状态：情感计算机可以通过人所表现的行为来预测一个人的意图，并根据对所要执行的行为的认识提供服务或功能。

动机(已解决的问题)：不同的人可以不同的方式表现出一种单一的行为；对某一特定运动的识别可以不同的方式进行，也需要调整以适应相同行为的不同速度和构成它的交替运动。

在定义预期行动的结果时，执行行为的上下文也是最重要的；有感情的计算机需要有关于一个人所处环境的足够数据。

导言

情感计算是计算领域的一个研究领域，它表明，要使计算机能够在更自然的程度上进行交互，为了使计算机真正具有智能，计算机必须具有识别、理解、甚至拥有和表达情感的能力。

行为是我们情绪的一种表达，可以为他人提供一定数量的关于他们心理状态的信息。一个人的姿势和行为可以告诉他们周围的人他们打算采取的行动，也就是说，一个人可以通过根据先前的经验来解释他们的动作来预测另一个人的行动。

研究

本文介绍的研究目的是利用传感器记录所执行的运动，捕捉人类的行为。这些数据将由一台情感计算机自动处理，该计算机将试图从其展示的行为中预测该人的意图。

本文的其余部分介绍了本研究所采用的实验装置和实验过程，并对一些初步实验的结果进行了讨论，并对今后的工作进行了总结。

仪器及实验程序

为了捕捉行为，使用了Polhemus Free系统，该系统配备8个独立传感器，测量6度或基准：空间坐标X、Y、Z和方位坐标X、Y、Z；每个传感器每秒能够产生240次更新。图1：图1显示了附在主体上的Polhemus自由感应器。

两种行为从六个被试中捕捉到：一拳和一握手。三个传感器绑在右臂上(图1)，第一个位于手部(传感器A)，第二个位于上臂(传感器B)，第三个位于上臂(传感器C)。

传感器将它们的信息与产生低电磁频率的固定发射机有关。

结果和讨论

对Polhemus设备采集的数据进行离线分析。图2示出了仅用于(传感器A)的(传感器A)的冲头所产生的数据，该数据仅附在手上。

X坐标显示手直接向穿孔袋移动。Y坐标显示的是手在身体后面移动，然后在移动到目标时的轨迹，Z坐标显示手向后和向上移动，然后向目标前进时的高度。图2：打孔行为的结果

图3示出了仅用于传感器A的握手所产生的数据，该传感器与手相连。

X坐标显示手通过在身体前面横过而向目标移动，这是由图上的向上斜率所表示的。Y坐标显示手的前向运动。Z坐标显示手到接触点的高度，由第一行表示，然后握手一次到休息位置，第二行。图3：握手行为的结果

对每一主题的数据进行了分析和比较，并与其重复次数进行了比较。然后，将数据与其他试验对象的数据进行比较分析。初步结果表明，个体之间的重复差异很小；总体上，在相同行为的测试对象之间有很小的差异。

未来工作

计算机要能够预测行为，首先必须能够识别这些行为并理解它们。为此，迄今收集到的数据将用作神经网络和概率网络等项目的培训集。一旦对这些网络进行了培训，它们将从更多的测试中获得数据，以达到最高的识别率。一旦实现了这一目标，将对执行相同结果所需数据最少的数据进行精简。最后，网络将被训练来预测行为，目的是创建一个实时系统来演示这一点。

结语

收集到的数据表明，在所展示的行为的所有阶段，都有可能识别人类的行为并确定其运动轨迹。如果一个自主的情感计算机系统能够成功地处理这些数据，那么应该有一个能够识别和预测人类行为的系统。