Hi there! Our project relies on ads or donation to keep the site free to use. Please sending a donation . Thanks!
Подождите, пожалуйста, выполняется поиск в заданном разделе

Способ вычисления темперамента человека и робота

Способ вычисления темперамента человека и робота

Привет, сегодня поговорим про способ вычисления темперамента человека, обещаю рассказать все что знаю. Для того чтобы лучше понимать что такое способ вычисления темперамента человека,робота , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Методы и средства компьютерных информационных технологий

 

В статье приводятся авторские определения эмоций робота и преобладающего типа темперамента. Вводится определение гармонической эмоции как частного случая эмоции робота. Приводится вывод формулы преобладающего типа темперамента, основанной на гармонической эмоции. Предлагаются диапазоны численных значений темпераментов, соответствующих преобладающим типам темперамента меланхолика, флегматика, сангвиника и холерика. Описываются алгоритмы расчета численных значений темперамента, основанные на обработке амплитуды звуковой волны, поступающей на аудиовход  компьютера-робота через микрофон. Приводится краткое описание программы, позволяющей вычислять преобладающий тип темперамента человека. Даны результаты верификации математической модели темперамента, основанного на гармонической эмоции, натурными экспериментами с человеком. Проведенными экспериментами показана возможность применения математической модели темперамента робота для определения преобладающего типа темперамента человека.

 

Введение

В настоящее время рынок робототехники растет быстрыми темпами. Так согласно прогнозам только в Японии в 2016 году капиталовложения в роботостроение составят 10 млрд. долларов [1]. На этом рынке значительную часть будут занимать роботы-гуманоиды с психологическими чертами, присущими человеку. Роботы являются программируемыми машинами, поэтому важно описать их «психологические» качества в виде формул и придать этим качествам численные значения.

Подробно история развития человекоподобных роботов описана в монографии [2].

В работах [3, 4] приведен алгоритм эмоционального воспитания робота и соответствия эмоционального воспитания робота результатам его логического мышления.

Настоящая статья посвящена построению математической модели темперамента робота, как одного из аналогов психологических качеств человека, и определению численных характеристик меланхоликов, флегматиков, сангвиников и холериков.

 

          Математическая модель темперамента

Будем предполагать, что робот аналогично человеку испытывает эмоции. В работе [5] дано математическое определение эмоции робота. Это определение приведено ниже.

Определение 1. Эмоцией робота  называется функция , удовлетворяющая условиям:

1.                       Область определения ,   - время.

2.                        – дифференцируемая на , непрерывная и однозначная функция на .

3.                        и .

4.                       В области определения существует единственная точка z, такая, что:    и   

Продолжительность эмоции робота назовем тактом. Пусть робот постоянно испытывает эмоции, и каждый такт имеет свой порядковый номер .

Введем следующее определение.

Определение 2. Гармонической эмоцией называется функция

                                       ,                                        (1)

где   - постоянная величина, присущая такту ;   - времена начала и конца такта i соответственно.

В дальнейшем постоянную   будем называть амплитудой гармонической эмоции.

Согласно определению 1 легко показать,  что гармоническая эмоция  является эмоцией робота

На основе определения 1 эмоции робота в работе [2] дается определение темперамента робота.

Определение 3.

Темперамент робота удовлетворяет соотношению

                                             ,                                                      (2)

где , .  – количество роботов,   – порядковый номер робота, –– формула эмоции робота для такта .

Легко видеть, что темперамент является безразмерной величиной, принадлежащей отрезку [0,1] . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Согласно формуле (2) можно сделать вывод, что чем больше величина , , тем темпераментнее робот   на такте .

Нетрудно заметить, что темперамент отдельного робота определяется относительно рассматриваемой группы роботов.

Исходя из определений 1 - 3, легко получить соотношение, определяющее темперамент робота для гармонической эмоции:

                                                    .                                                             (3)

В работах [2, 5] дано определение элементарного воспитания робота   на такте  :

                                                         .

Очевидно, что элементарное воспитание  робота ,, основанное на гармонической эмоции, имеет вид

                                                ,        ,                                                            (4)

где   - продолжительность такта 

Рассмотрим задачу вычисления темперамента робота, когда его гармонические эмоции зависят от звукового сигнала, поступающего на аудиовход робота через микрофон.

Выдвинем гипотезу о том, что элементарное воспитание робота, определяемое соотношением (4), при гармонических эмоциях эквивалентно интегральной характеристике от амплитуды   звуковой волны, поступающей на аудиовход робота   для каждого такта .. В этом случае справедливо соотношение

                                                     .                                                      (5)

Приравнивая правые части соотношений (4) и (5) друг другу, получим равенство

                                                     

из которого следует формула:

                                                       .                                                         (6)

При  с учетом соотношения (6), формула (3) примет вид:

                                                   .                                                  (7)

Программная реализация

  Работа программы основывается на обработке голоса человека, поступающего на аудиовход персонального компьютера через микрофон.

Темперамент робота рассчитывается на основе единственного такта при     длительностью 5с.

Для вычисления интегралов  от амплитуды звуковой волны  в  формуле (7) используется метод прямоугольников [6].

Применение этого метода обусловливается тем, что в персональном компьютере звуковая волна представляется в виде ступенчатой функции [7] c шагом дискретизации, равным характеристикам записывающего устройства. Именно этот шаг выбирается в качестве шага  численного интегрирования при вычислении интегралов в формуле (7). Согласно работе [6]погрешность  замены амплитуды звуковой волны   при ее численном интегрировании   равна .

Таким образом, приближенная расчетная формула для вычисления темперамента имеет вид:

                                      ,                               (8)

где .

Будем предполагать, что робот обладает четырьмя типами темперамента [8]: меланхолик, флегматик, сангвиник и холерик. В табл.1 приведены типы темпераментов робота и указаны предлагаемые диапазоны изменения величин ,, соответствующие этим темпераментам.

 

Таблица 1. Темпераменты робота

Тип темперамента

Значение изменения 

Холерик

0,75 - 1,0

Сангвиник

0,5 - 0,75

Флегматик

0,25 - 0,5

Меланхолик

0,0 - 0,25

 

Верификация модели натурными экспериментами

Известно, что человек, обладает так называемым преобладающим типом темперамента, которым можно охарактеризовать основные черты его эмоционального поведения [8].

Для определения соответствия предлагаемой математической модели темперамента робота преобладающему типу темпераменту человека были проведены эксперименты с использованием описанной выше программы.

В качестве эталона совокупности преобладающих типов темпераментов человека использовалась база данных голосов при различных эмоциях, аудиозаписи которых приведенных  насайте [9].

Так как вычисляемое значение темперамента очень сильно зависит от амплитуды звуковой волны, поступающей на аудиовход персонального компьютера через микрофон, то перед проведением экспериментов определялось  расстояние ото рта до микрофона следующим образом: эксперт- психолог , который знает свой преобладающий тип темперамента, изменяет расстояние от своего рта и микрофона; при этом эксперт периодически повторяет нормальным голосом любую фразу в течение 5 секунд; расстояние от микрофона до рта человека считается пригодным для экспериментов, если вычисленный компьютером темперамент совпадает с реальным преобладающим типом темперамента эксперта. После определения необходимого расстояния до микрофона запускается на выполнение программа. Для определения преобладающего типа темперамента исследуемый человек произносит любую фразу нормальным голосом также в течение 5 секунд. Программа возвращает значение темперамента исследуемого, согласно которому и табл.1 определяется преобладающий темперамент человека.

В экспериментах приняли участие  68 человек. В качестве экспертов, определяющих соответствие преобладающего типа темперамента человека вычисленному с помощью программы темпераменту привлекались преподаватели кафедры общей и клинической психологии Пермского государственного национального исследовательского университета.

На основе компьютерных экспериментов и экспертных оценок специалистов исследования показали, что в 84% вычисленный темперамент соответствует преобладающему типу темперамента исследуемых людей.

Это говорит об адекватности математической модели темперамента робота и правильности выбора диапазонов изменения величин , соответствующих каждому из преобладающих типов темперамента человека.

 

Заключение

Таким образом, в предложенной статье показана возможность использования гармонической эмоции для определения преобладающего типа темперамента человека, предложен способ определения темперамента робота и преобладающего типа темперамента человека с помощью амплитуд звуковой волны голоса человека, передаваемого в компьютер через микрофон. Хорошее соответствие результатов экспериментов и математической модели темперамента подтвердило возможность применения математической модели и предложенных интервалов значений вычисленных темпераментов для описания темперамента робота и преобладающего типа темперамента человека.

 

Литература

1.                       URL: http://www.videolandia.ru/?act=show&id=3535&rasd=video (дата обращения 25.02.2014)

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

  1. Пенский О.Г., Черников К.В. Математические модели психологических установок роботов// Искусственный интеллект и принятие решений – М.: Институт системного анализа РАН. – 2013, №2. – С.63 – 67.

4.Pensky O., Sharapov Y., Chernikov K. Mathematical Models of Emotional Robots with a Non-Absolute Memory//Intelligent Control and Automation – Springer. – Vol.4, №2, May 2013 – P.115 – 121.

  1. Черников К.В. Математические модели роботов с неабсолютной памятью. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. – 2013.

6.      Калиткин Н. Н. Численные методы.-  М.: Наука. – 1978. – 512 с.

7.      Оппенгейм А. В., Шафер Р. В. Цифровая обработка сигналов . — М.: Связь, 1979. — 416 с.

8.            Ильин Е.П. Психология индивидуальных различий. – С-Пб: Питер. – 2004. – 701 с.

  1. Berlin Database of Emotional Speech. URL: http://pascal.kgw.tu-berlin.de/emodb/index-1280.html  (дата обращения: 19.02.2014)

Напиши свое отношение к способ вычисления темперамента человека. Это меня вдохновит писать для тебя всё больше и больше интересного. Спасибо Надеюсь, что теперь ты понял что такое способ вычисления темперамента человека,робота и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятелно рекомендую изучить комплексно всю информацию в категории Методы и средства компьютерных информационных технологий


Комментарии (0)


Оставить комментарий

ответить

Методы и средства компьютерных информационных технологий

Термины: Методы и средства компьютерных информационных технологий