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Emociones y planes

Índice

1) Resumen histórico del estudio de las emociones

2) Teorías fisiológicas sobre las emociones

3) Arquitecturas emocionales en la IA

Historia de las emociones1. Estados mentales

2. Conscientes y por tanto identificables por el lenguaje

3. Desencadenan reacciones corporales para preparar el cuerpo ante una emergencia

4. Origen diferente al de las razones y estatus inferior

Psicología ExperimentalLas respuestas físicas son previas a las emociones (James, 1884)- La emoción es la conciencia de la alteración corporal

- Existencia de retardo medible entre cambios corporales y conciencia

- Existencia de patrones específicos de cambios viscerales para las distintas emociones.

Marañón (1924): La provocación artificial de cambios viscerales particulares no producen efectos emocionales esperados

Cannon (1929) : La sensación emocional es anterior a las respuestas viscerales

No hay patrones específicos: la descarga del sistema nervioso es masiva

Historia de las emociones

Emociones Cognitivas: Schachhter & Singer (1962)Las emociones son una entidad producto de dos aspectos:1. Activación visceral (James)2. Valoración cognitiva de la alteración (Magda Arnold)

la valoración mental del daño o beneficio potencial de una situación tendencia a la acción que nos acerque o nos aleje de situaciones distintos sentimientos.

Críticas :

Anticognitivismo (Izard, 1977) Las emociones proceden de información propioceptiva de expresión facial.

Cognitivismo radicalEmoción es el resultado de un proceso de evaluación cognitiva

Historia de las emociones

Intento de solución: Frijda (1993)1. Existen emociones primarias (jamesianas) y secundarias-Metaemociones

(evaluadas cognitivamente).

2. Existe evaluación pero no existe relación entre la evaluación emocional y que comprendamos conscientemente en qué nos basamos para hacer esta evaluación.

Ejemplo: el miedo Emoción primaria: una respuesta innata a una situación/evento en el entorno exterior

Emoción secundaria: por la identificación cognitiva de una potencial amenaza futura

Metaemoción: por un estado de perturbación que se repite continuamente y del que pretendemos tranquilizarnos convenciéndonos de que el peligro no es real

Emociones primarias

Primarias: Generadas por cosas buenas o malas que han ocurrido o que ocurren en el presente (alegría, pena)

Emociones secundarias

Secundarias: Generadas/moderadas por pensamientos sobre cosas buenas o malas que pueden ocurrir en el futuro (esperanza, miedo)

Tipo I

Tipo II

Meta-emociones:1. Emociones contrafactuales: generadas por pensamientos acerca de lo que pudo

haber pasado pero no pasó (regocijo, remordimiento).2. Emociones subjetivas nostálgicas: generadas por pensamientos acerca de lo

que todavía puede pasar, aunque con una probabilidad insuficiente como para ocupar nuestra atención seriamente.

Meta-emociones

Teorías neurofisiológicas

1) Relación entre racionalidad y emociones: Dualismo

2) Nueva relación entre racionalidad y emociones:Funcionalismo

Ni estados ni conscientes: LeDoux y GazzanigaDe perturbaciones a mecanismos de apoyo a la razón: DamasioCondiciones de posibilidad para la razón: De Sousa

Dualismo

Las emociones son pertubaciones de las elecciones racionales

¿A qué llamamos elección racional? Selección óptima dadas las creencias del agente

Creencias óptimas sobre el mundo dada la información que el agente tiene Creencias óptimas acerca de los costes y beneficios esperados sobre las acciones

¿Cómo las emociones perturban la racionalidad?Afectan a las “estimaciones de probabilidad” acerca de hechos que pueden suceder Afectan a las “estimaciones de probabilidad” sobre en la eficacia de acciones

Sin que afecten las emociones...

Indiferencia: A es al menos tan bueno como BIncomensurabilidad: No está definida la relación entre A y B

1. No se puede por limitaciones técnicas acceder a información para hacer una elección justificada.

2. Se puede adquirir información pero no se conocen los costes que supondría recoger más información (y tampoco si valdría la pena averiguarlo)

3. Se puede adquirir información para una decisión pero conocemos con certeza que los costes son tan elevados que superan a los beneficios de tomar la decisión racional

La elección sólo puede hacerse en términos de una intuición, dejando el mando del control decisional a las emociones.Las emociones no parece que vengan a interrumpirnos, sino a proporcionarnos un mecanismo alternativo de decisión.

Dualismo

Funcionalismo Neurofisiológico

Las emociones son funciones biológicas del sistema nervioso

Nueva relación entre emociones y procesos racionales

Las emociones no mantienen una influencia circunstancial y contingente con respecto a los criterios racionales sino que son funcionalmente decisivas en las decisiones prácticas y en la fijación de sucesos en memoria.

Ni estados: LeDoux (1996)Las términos emocionales no reflejan un concepto coherente tan sólo una etiqueta para designar procesos complejos con funciones diversas

Ni conscientes: Mike GazzanigaConsecuencias psicológicas que la cirugía de escisión cerebral

La cirugía de escisión cerebral es un procedimiento en el cual se cortan las conexiones nerviosas entre los dos hemisferios del cerebro en un intento de controlar la epilepsia grave.

-las personas suelen hacer muchas cosas por razones de las que no son conscientes (son conductas producidas por mecanismos inconscientes)

-la consciencia genera explicaciones erróneas sobre la conducta realizada, proporcionando al individuo un concepto de identidad coherente


Mecanismo neurofisiológico del miedo (LeDoux)

Disgusto, felicidad

• Hipótesis de Damasio:“La reducción de la emoción puede constituir una fuente importante de conducta irracional”

• Estudios con pacientes que han sufrido daños en el lóbulo central

• se vuelven emocionalmente planos

• pierden la capacidad para tomar decisiones

1. Retrasan irracionalmente decisiones:

- cantidades de tiempo desmedidas en tareas triviales

2. Toman malas decisiones:

De perturbaciones a mecanismos de apoyo a la razón


Pauta de respuesta

innata

Pauta que se hubiese

establecido

Pauta de acción basada en la experiencia

Emociones primarias

Estímulo externo

Estado corporal preparado para

reaccionar

Estado mental consciente. -rasgos de la situación-probabilidad de peligro

Emociones secundarias

Sustituto mental de un estado

corporal

Estado mental consciente.-rasgos de una nueva situación-probabilidad de peligro

Emociones secundarias “como si”

Concepción racionalista de la teoría de la decisión• Análisis coste/beneficio de cada una de las situaciones posibles.

• Relación entre beneficios inmediatos y a largo plazo, y pérdidas potenciales

• La tasa de “depreciación” de los beneficios en función del tiempo

• Etc

1. Tiempo excesivamente largo, mucho más de lo que puede ser aceptable

2. La atención y la memoria funcional tienen una capacidad limitada.

3. En el peor de los casos, no llegaremos a tomar una decisión.

Opción A y opción B ¿Cuál elegimos?


Hipótesis del marcador somático1. Un resultado negativo vinculado a una determinada opción de respuesta nos viene

a la mente y experimentamos una corazonada desagradable.

2. La atención hacia el resultado negativo funciona como una señal de alarma automática

3. La señal automática puede llevar a rechazar inmediatamente la alternativa de acción y permite escoger entre menos opciones

4. Sólo después de haber reducido el número de opciones es posible emplear un análisis de coste-beneficio y cierta capacidad deductiva

Opción A y opción B ¿Cuál elegimos?


Hipótesis de De Sousa“Las emociones intervienen causalmente en la toma de decisiones”

Según De Sousa, sin la participación de las emociones, los procesos de razonamiento práctico y la toma de decisiones sucumbirían a lo que en Inteligencia Artificial se denomina “el problema del marco”

<<las emociones serían el modo en que la naturaleza ha respondido al problema del marco en el caso de los seres humanos>>.

(R. De Sousa, The Rationality of Emotion)


Las emociones nos ayudan a tomar decisiones:- Deshacen el empate en los casos de indiferencia- Criterio de selección en casos de indeterminación, al hacer

posible que nos centremos en los rasgos más destacados de la situación.

El impacto de las emociones en la racionalidad de la toma de decisiones y de la formación de creencias mejora nuestra conducta.

Conclusiones neurofisiológicas

Mecanismo para planificar

Arquitecturas emocionales IA

1) Emociones como procesos de información

2) Modelo de Tomkins

3) Modelo de Simon

4) Modelo de Sloman

5) Modelo de Frijda

La cuestión no es si las máquinas inteligentes pueden tener emociones, sino si las máquinas pueden ser inteligentes sin emociones

(Minsky, The Society of Mind, 87)

¿Por qué sistemas artificiales emocionales?

1. Existen dominios donde las restricciones limitan la aplicación de métodos deliberativos NUEVAS HERRAMIENTAS

2. Los modelos de emociones permitirá verificar nuestros análisis teóricos Entender el comportamiento emocional

3. Diseñaremos sistemas artificiales IA:si las emociones tienen funciones biológicas evidentes en la interacción con el medio, los sistemas emocionales artificiales, incorporarán esta nueva funcionalidad.

EL SISTEMA EMOCIONAL no está RELACIONADO CON EL SISTEMA COGNITIVO-DELIBERATIVO

Modelo emocional: Relaciones estímulos y respuestasPrincipio de excitación: Estimulación como “densidad de disparos” (intensidad del estímulo por tiempo) La emoción que se manifiesta es la que responda a mayor estimulación.

1. Si la estimulación aumentaEstados como susto, miedo o interés

2. Si la estimulación decreceEstados como alegría

3. Si la estimulación se nivelaEstados como angustia o enojo

Arquitectura no cognitiva: Tomkins

Explica: emociones como reacciones automáticas

Arquitectura cognitiva: Simon

Módulo central serialComportamiento regulado por una jerarquía de objetivos

Emocional Deliberativo

Proceso enejecución

(sistema serialde objetivos)

Nuevoproceso enejecución

Proceso devigilancia

(chequeacontingencias)

Interrupción

Modelo de procesamiento:1. Ejecutor de objetivos2. Proceso de vigilancia

Urgencias bloquean el proceso

Explica: emociones como mecanismos de atención urgente

Arquitectura de SimonMecanismo de filtro con Umbral variable

Emocional Deliberativo



Nuevoproceso enejecución

(Nuevosobjetivos)

Proceso devigilancia

(chequeacontingencias)

Filtro deatención

Línea deproceso sinejecución



Explica: emociones como

1. Mecanismos de atención urgente que interrumpen el procesamiento actual

2. Mecanismos disposicionales

3. Mecanismo graduales

4. Mecanismos que pueden coexistir

Arquitectura interactiva: Sloman

Arquitectura TABASCO: Frijda

• Arquitectura de Sloman• Flujo de información emocional continuo y bi-direccional,

entre proceso de atención, vigilancia y filtro.

Explica EMOCIONES como:

1. Interrupciones

2. disposiciones

3. de carácter gradual

4. que coexisten

5. que dependen de la articulación entre percepción, contexto y experiencia

Arquitectura TABASCO: Frijda

Tractable Appraisal-Based Architecture for Situated COgnizers

Valoraciones Acciones

Monitorización de acciones

Detectores de valoración

Entorno

Conceptos

Sensores

Esquemas

Conceptos

Actuadores

Esquemas

Monitorización de acciones1. monitoriza los procesos

de ejecución en el componente de acción

2. envía el resultado al componente de valoración

Componente de valoración1. procesa los estímulos del

entorno

Componente de acción1. planificación en el nivel conceptual,2. Tendencias de acción en el nivel de esquemas3. Acciones en el nivel motor

Detectores de valoración1. combinan la valoración de diferentes

salidas2. inician procesos en el componente

de acción (planificación, tendencias a la acción y acciones)

Problemas y limitaciones

En las arquitecturas emocionales basadas en conceptos

• Contenido representacional: Emociones prefijadas y formalizadas como conceptos

• Contenido no-representacional: Emociones modeladas como señales de alarma

• Capacidad reactiva de tiempo real Mecanismo de vigilancia e interrupción

• Disposiciones sin interrupciónEmociones como motivaciones a partir de un mecanismo de filtro variable

Problemas y limitaciones

En las arquitecturas emocionales basadas en conceptos• Emociones son estados

Emociones prefijadas y formalizadas como conceptos

• Emociones actúan como perturbaciones interrumpen el proceso de deliberación

• BUSCAMOS Arquitecturas• Neutras• Emociones como procesos funcionales• Emociones como mecanismos en procesos de toma de

decisión (planificación) complementarios a la deliberación

• Modelo E-VCBP

Agente emocional

• Hipótesis de funcionalidad del sistema emotivo en tareas de planificación

1. Las emociones primarias tienen ventaja adaptativa básica

2. Las emociones secundarias se han generado posteriormente reutilizando la estructuras primaria para nuevas funciones, en tareas de decisión, irreducibles a funciones de tipo conceptual

¿Por qué no dejar las tareas de decisión completamente en manos del sistema cognitivo?

Agente emocionalLos agentes para sobrevivir necesitan capacidades para1) Identificar las regularidades que muestra el medio

Sistema conceptual:– Sistema de representación – Recursos computacionales – Velocidad de procesamiento acción

2) En situaciones donde el tiempo medio de reacción para sobrevivir es pequeño:Sistema emocional:– Sistema de señales (mensajes) – Clasifica el mundo en categorías para control rápido de planes:

amenaza, continuación, obstáculo,...– Activa planes más amplios y menos ajustados que el sistema de

representación– Resuelve cuellos de botella en la dinámica de decisiones acción

que indican al sistema transiciones de planes

Agente emocional basado en VCBP

• Enfoque de emoción “constructiva”

Se basa en VCBP

1. Criterio de relevancia (BDI)2. Memoria (BC)3. Capacidad de interrupción de un plan para poner en marcha

nuevos planes preprogramados como respuesta a un suceso (PBC)

Criterio de decisión

opción B

opciones irracionalidad

Modelo emocional II:Estados como funciones del

sistema

opciones

Criterio de decisiónracional

opción A

irracionalidad

opciones

Criterio de decisiónracional

decisiónpertubada por

emociones

opción B

Modelo deliberativo puroModelo emocional I:

Estados como interrupción

Agente emocional E-VCBP

como sistema de control

Emociones secundarias Cambio plan en curso en función del grado de dinamismo del

entornoCambio de estrategia “prudente con mayor consumo de

recursos” a estrategia “arriesgada y con menor consumo”

MetaemocionesCambio de plan en función de aspectos deliberativos sobre las

estrategia y el entornoCambio de estrategia de replanificación si se detectan

situaciones que pueden hacerla fracasar

Homotopías

Camino en una variedadα:[0,1] X

Caminos homotópicosα con extremos x0, x1

β con extremos x0, x2

Función homotópica F de dos funciones f, g

Propiedades de las homotopías

1. La composición de homotopías es homotopía

2. Transformaciones diferenciables de una variedad conservan las relaciones homotópicas

3. La aplicación de homotopías en una variedad no altera sus propiedades topológicas

Homotopías como modelo de emociones secundarias

Las homotopías “conmutan” con el espacio de planes [propiedades (2) y (3)]– No tienen contenido representacional– Modelan transiciones entre planes como “corazonadas”

Un modelo de replanificación VCBP es un modelo homotópico [propiedad (1)]– La dinámica de un sistema de replanificación conserva el operador homotopía.

Invariante de sitema agente-mundo: Homotopía1. Capacidad de replanificación genérica como invariante2. En particular la planificación MRS que selecciona la geodésica de Jmin

Ejemplos: Expresión de la curvatura en coordenadas

Superficies de curvatura positiva

Superficies de curvatura negativa

2

1R

K =

a

y

x

x = x (y )

Curvatura y Campos de Jacobi

Ecuación de Jacobi

Las zonas de variedades con K>0 son zonas de convergencia entre geodésicasLas zonas de variedades con K<0 son zonas de divergencia entre geodésicas

Zonas de k<0 en el espacio de planes VCBP– Indican que las geodésicas cercanas al plan en desarrollo van a separarse– La planificación MRS asume que existen geodésicas cercanas a la solución de Jmin– Si las geodésicas se separan la planificación MRS pierde su sentido

Mecanismo Metaemocional:Si el sistema detecta zonas de k<0 provocará transiciones de planes

– No dependen de conocimiento representacional– No dependen del número de interrupciones (Em. Secundarias)– Dependen de consideraciones topológicas (valoración del problema

global, el entorno y el tipo de estrategia deliberativa)

Modelo de procesamiento metaemocional

Resultados experimentales

Tipos de agentes

Agentes Reactivo R: Emocionales primarios

Agentes Eficiente E y Óptimo O: Deliberativos utilitaristas

Agentes Jacobi J (MRS):Deliberativos versátilesAgentes E-OJ: Agentes Jacobi con emociones secundarias (si detectan entornos de bajo riesgo cambian a una estrategia óptima)

Agentes EE-J: Agentes Jacobi con habilidades Metaemocionales (si detectan que la planificación MRS no funcionará en el futuro modificarán su estrategia)

Planificador emocional

Del experimento 3 tenemos que:– Entornos (E1) con k (0,14) el mejor planificador es el óptimo– Entornos (E2) con k (15,25) el mejor planificador es MRS

Supongamos que el planificador MRS actúa en un entorno con k0 inicial pero que cambia a un k (k0 , k1) de forma lineal hacia valores más pequeños convirtiendo el entorno más estáticoEsta información no la conoce el agente pero puede “intuirla” por observaciones locales k* y cambiar a un plan óptimo por una “corazonada”.

100

K

N (Tsim)

Ki

dimB0

NBkkk i

i dim100−+=

NBkkk i

i dim−=

= +

= -

Planificador emocional

1 98765432

5.021 = 4.05

2 = 3.093 =

Experimento:

Planificación deliberativa vs. emocionalPlanteamos dos entornos (A: cambia k) y (B: no cambia k) frente a los que responde un agente con

– H0 : ninguna homotopía– H1 : homotopía y cambio de estrategia– H2 : cambio de estrategia y recuperación posterior

Resultados:

1. En promedio el sistema aumenta su eficiencia

2. No hay cambio de estrategia por deliberación sino intuición a partir de información local

3. El sistema es más robusto al aumentar su flexibilidad de cambio de planes

(nc=25, nº simulaciones=100, k0= 16)

Planificador MetaemocionalDotamos al planificador MRS de capacidad para tener “intuiciones” sobre zonas de k<0. Fijado un entorno de radio r a la solución MRS, calculamos para cada interrupción:

– El número de geodésicas en un entorno de radio r– La tasa de disminución progresiva

n= 7

n= 5

n= 4

Experimento:

Planificación deliberativa vs. metaemocional

Cambiar de plan N(i)={3,4}

Conclusiones:

El contenido emocional afecta funcionalmente al comportamiento del sistema y contribuye a hacerlo más robusto

nc=25, nº simulaciones=100(k,T)= (15,15)

Más datos

Matrices de confusión

Contiene información acerca de predicciones y resultados

The entries in the confusion matrix have the following meaning

•a is the number of correct predictions that an instance is negative,

•b is the number of incorrect predictions that an instance is positive,

•c is the number of incorrect of predictions that an instance negative, and

•d is the number of correct predictions that an instance is positive.

Alto:eleva el riesgo

Alto:aumenta la precaución

Matrices de confusión

•true positive rate (TP) is the proportion of positive cases that were correctly identified

•false positive rate (FP) is the proportion of negatives cases that were incorrectly classified as positive

• ROC curves provide a visual tool for examining the tradeoff between the ability of a classifier to correctly identify positive cases and the number of negative cases that are incorrectly classified

Curvas ROC

• ROC graphs are another way besides confusion matrices to examinethe performance of classifiers

• A ROC graph is a plot with the false positive rate on the X axis and the true positive rate on the Y axis

(0,0)

(1,0) (1,1)

(0,1)

Curvas ROC

1. (0,1) is the perfect classifier: it classifies all positive cases and negative cases correctly. It is (0,1) because the false positive rate is 0 (none), and the true positive rate is 1 (all).

2. (0,0) represents a classifier that predicts all cases to be negative

3. (1,1) corresponds to a classifier that predicts every case to be positive

4. (1,0) is the classifier that is incorrect for all classifications

Matrices de pérdidas

Matrices de confusión en las que se considera el coste asociado a las predicciones incorrectas

Curvas ROI

•true positive rate (TP) es la proporción de casos (por factor ganancia) correctamente identificados frente a todos (con ganancias y pérdidas)

•false positive rate (FP) es la proporción de casos negativos que fueron incorrectamente clasificados como correctos

Errores con peso pequeño

Errores con peso grande

Preprocesamiento de problemas intratables(Cadoli et al, 2002)

Los algoritmos de compilación de conocimiento: buscan transformaciones en la representación de problemas (cuya resolución es costosa computacionalmente) para reducir la complejidad en la fase de computación en tiempo de ejecución.

Ejemplo:

Algoritmos de multiplicación

Compilación de Conocimiento

-57-

1) Tablas de multiplicación x,y ∈(1,5)

Recorrer tabla doble entrada Orden de complejidad O(n2)

Y

X

Ejemplo X=4 Y=3 Para verificar el valor (4,3) Peor casos

1 2 3 4 51 1 2 3 4 52 2 4 6 8 103 3 6 9 12 154 4 8 12 16 205 5 10 15 20 25



-58-

2) Algoritmo de compilación

a1=x+y ∈(2,10), a2=x-y ∈(0,4)

Tabla (a/2)2 , a∈(0,10)

Ejemplo X=3 Y=4 a1=3+4=7 a2=3-4=-1 Peor Casos (2n)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,25 1 2,25 4 6,25 9 12,25 16 20,25

20,2525 25

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