Модели восприимчивости робота к псевдовоспитанию

В. О. Михайлов, О. Г. Пенский, К. В. Черников, Ю. А. Шарапов

Размещено на http://www.allbest.ru/

68

Размещено на http://www.allbest.ru/

Модели восприимчивости робота к псевдовоспитанию

В настоящее время ученые США, Канады, Швеции, Южной Кореи и Японии ведут активные исследования по созданию человекоподобных роботов-гуманиодов. Согласно прогнозам мировой рынок роботов-гуманоидов к 2018 г. должен составить 25,5 миллиардов долларов.

При создании таких роботов важным становится разработка математического ап-парата и программного обеспечения, моделирующего «эмоциональную» сферу функ-ционирования роботов-аналогов человека.

Так как создать точные копии эмоций человека у робота затруднительно и, наверное, невозможно, то к названию психо-логических характеристик робота, аналогич-ных психологическим характеристикам человека, будем в дальнейшем добавлять сочетание «псевдо -».

В работе [1] введено определение псевдовоспитания робота, основанного на испытываемых им псевдоэмоциях. В работе [2] введены понятия псевдовоспитательных уровней, характеризующих процесс псевдовоспитания робота при условии, что робот испытывает только положительные псевдоэмоции.

В работе [2] впервые введены модели восприимчивости к песвдовоспитанию и относительной восприимчивости к псевдо-воспитанию робота, причем параметр является безразмерной величиной и . Согласно [2] восприимчивость к псевдо-воспитанию равномернозабывчивого робота с равноценными эмоциями удовлетворяет соотношению

, (1)

робот псевдовоспитание компьютерный программа

где - элементарное пседовоспитание робота, - коэффициент памяти робота, - псевдовоспитание робота, при котором происходит переход робота на следующий псевдовоспитательный уровень.

Задавая величину и вычисляя в процессе псевдовоспитания значение , согласно соотношению (1) можно моделировать переход от первого псевдовоспитательного уровня на второй псевдовоспитательный уровень алгоритма Узнадзе [2].

Согласно работе [2] справедливо равенство

. (2)

В работе [3] введено условие перехода от одного псевдовоспитательного уровня к другому, отличное от соотношения (1). Это условие формулируется следующим образом:

«Переход с первого уровня на второй осуществляется, если справедливо равенство

, (3)

где - заданная малая величина, большая нуля, - номер такта, при котором происходит переход на следующий уровень псевдовоспитания робота» [3].

Определим связь между величинами и .

Математические оценки восприимчивости роботов к псевдовоспитанию

Так как в настоящей статье рассмат-риваются равномернозабывчивые роботы с равноценными положительными псевдоэмо-циями, то соотношение (1) можно записать в виде

. (4)

Прибавляя к равенству (3) равенство (4) и производя несложные преобразования, получим формулу

. (5)

Исходя из соотношения (5), очевидна справедливость неравенства

. (6)

Очевидно, что для перехода от одного псевдовоспитательного уровня к после-дующему уровню, должно выполняться соотношение . Исходя из этого неравенства и формулы (5), получим неравенство

. (7)

Переходя к термину относительной восприимчивости робота к псевдовоспитанию, с учетом соотношения (2), можно записать цепочку соотношений

. (8)

Таким образом, связь между величиной , коэффициентом памяти и порядковым номером такта , при котором происходит переход на следующий псевдовоспи-тательный уровень, определяется неравенством

. (9)

Заметим, что полученные оценки (4), (5), (7) и (9) могут применяться при задании исходных параметров в компьютерных программах, моделирующих псевдовос-питательный процесс робота при переходе с одного псевдовоспитательного уровня на другой псевдовоспитательный уровень [2].

Способ численной оценки восприимчивости человека к воспитанию

Предложим описание способа приближенной оценки величины восприимчивости человека к воспитанию, основанного на вышеприведенных формулах.

В работе [1] приведено описание программы SoundBot, моделирующей мимическую псевдоэмоциональную реакцию робота [4]. Согласно описанию функциональных возможностей этой программы она может использоваться при постановке голоса оратора.

Можно считать, что в качестве потенциального зрителя выступает робот с неабсолютной памятью [1], который способен проявлять свою псевдоэмоциональную реакцию на выступление оратора, подобную эмоциональной реакции человека-зрителя. Таким образом, методика постановки голоса сводится к следующим шагам [5]:

1. Задание верхнего и нижнего порогов положительной псевдоэмоции робота, которые определяют диапазон громкости голоса, в который происходит постановка.

2. Обучение. Оказание воздействия на робота звуковыми сюжетами до момента выработки только положительных последовательно идущих друг за другом псевдоэмоций.

3. Отдых (перерыв во взаимодействии с роботом).

4. Тестирование постановки голоса (выработка первой положительной псевдоэмоции). На основе вышеописанной методики проведена серия экспериментов по постановке голоса с испытуемыми, коэффициенты памяти которых определены ранее [5]. Результаты экспериментов представлены в таблице.

Результаты экспериментов по постановке голоса оратора

^*№ТППЭ1 - номер такта первой положительной псевдоэмоции при обучении. №ТППЭ2 - номер такта первой положительной псевдоэмоции при тестировании

Как видно из табл. 1, при тестировании номер такта первой положительной псевдоэмоции меньше, чем при обучении, следовательно, можно говорить о некоторой постановке голоса на нужный диапазон громкости. Таким образом, проведенная серия экспериментов по постановке голоса показала возможность применения разработанных программных систем и методики для решения данной прикладной задачи.

Исходя из описанной методики постановки голоса оратора можно предложить способ приближенного определения величин и для человека при постановке его голоса.

Этот способ определяется следующими шагами:

1. Задается количество требуемых непрерывных тактов с положительными псевдоэмоциями.

2. Используется описанная выше методика постановки голоса оратора.

3. Если значение ТППЭ2 равно единице, то строится эквивалентный псевдовоспитательный процесс [1], на основе которого вычисляется величина , иначе идти к 6.

4. Вычисляется значение по формуле (1) и величина по формуле (2).

5. Идти к 9.

6. Делается длительный перерыв в экспериментах, который определяют специалисты-психологи и во время которого испытуемый забывает результаты прошедшего эксперимента по постановке его голоса.

7. Увеличивается количество требуемых непрерывных положительных тактов .

8. Идти к 2.

9. Конец.

Опишем другой способ приближенного вычисления численного значения , основанный на математической теории эквивалентного псевдовоспитательного процесса робота [1, 5].

Пусть известны коэффициенты памяти человека и результаты измерений воспитаний (псевдовоспитаний) человека (робота). Тогда согласно работам [1, 5] для эмоций (или псевдоэмоций) можно построить эквивалентный воспитательный процесс с фиктивными тактами.

Для чередования тактов серии: «такты - фиктивные такты - такты» - формула воспитания человека (псевдовоспитания робота) примет вид

,

где - количество первых тактов в серии, - количество фиктивных тактов в серии, - количество тактов в третьей очереди серии.

В работе [1] впервые введены модели восприимчивости к песвдовоспитанию и относительной восприимчивости к псевдовоспитанию робота, причем параметр является безразмерной величиной и .

Используя табл. 1 и предполагая, что в результате завершения второго измерения воспитаний при получении первой положительной псевдоэмоции (столбец ТППЭ2) робот достигает псевдовоспитания, при котором происходит переход на следующий уровень алгоритма Узнадзе [2], можно записать cоотношение

,

из которого следует равенство

. (10)

Используя формулу (2) для вычисления относительной восприимчивости к псевдовоспитанию с учетом соотношения (10), получим равенство

. (11)

Анализируя равенство (11), можно сделать вывод о том, что при больших значениях и величинами и можно пренебречь и вычислять относительную восприимчивость к псевдовоспитанию по приближенной формуле

.

Основываясь на результатах экспериментов, приведенных в табл. 1, и соотношении (11), можно вычислить величину . Результаты расчетов приведены в табл.

Значения восприимчивости к псевдовоспитанию

Анализируя табл. 2, можно сделать вывод о том, что большему коэффициенту памяти робота соответствует большая относительная восприимчивость к псевдовоспитанию (за исключением строки 5 табл. 2).

Согласно работе [5] психологические параметры, описываемые в табл. 1 и табл. 2, можно принять в качестве приближенных психологических характеристик человека, поэтому относительную восприимчивость к псевдовоспитанию робота можно при первом приближении принять равной относительной восприимчивости к воспитанию человека.

Таким образом, в предлагаемой статье приведены математические модели характеристик восприимчивости робота к псевдовоспитанию и предложен способ приближенного вычисления этих оценок у человека и робота на примере постановки голоса ораторов.

Список литературы

робот псевдовоспитание компьютерный программа

1. Пенский О.Г., Черников К.В. Основы математической теории эмоциональных роботов: монография / Перм. гос. ун-т. Пермь. 2010. 256 с.

2. Пенский О.Г., Черников К.В. Математические модели психологических установок роботов // Искусственный интеллект и принятие решений. 2013. №2. С. 95-99.

3. Шарапов Ю.А. Модификация алгоритма Узнадзе в аспекте кратковременной долговременной памяти робота // Вестник Пермского университета. 2013. Математика. Механика. Информатика. Вып. 1. С. 50-53.

4. Черников К.В. Программа SoundBot - программа, моделирующая мимическую эмоциональную реакцию робота / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. №2010612670, зарегистрировано 19 апреля 2010 г.

5. Черников К.В. Математические модели роботов с неабсолютной памятью / Рукопись дисс. … канд. физ. мат. наук. ПНИПУ. 2013. 138 с.

Размещено на Allbest.ru