Cognitive architecture for iCub

Spatial model of the environment

(in Portuguese)

Objectivos

O desenvolvimento de um modelo de representação interna do espaço físico que rodeia o robot, incluindo os objectos salientes que o robot vai encontrando, ao longo da sua interacção com o meio ambiente. Este modelo destina-se a ser usado para permitir o comutar automaticamente de foco de atenção, não estando dependente do campo visual ou das condições de visibilidade dos objectos.

Descrição

A nossa memória pode-se dividir, de grosso modo, em dois tipos: memória de longo e de curto prazo. Na primeira são guardadas memórias de eventos e conhecimento em geral de que nos lembramos passados horas/dias/anos. A segunda guarda informação temporária, relevante para o presente imediato, durando pouco mais do que alguns minutos. É nesta memória de curto prazo que guardamos informação sobre os objectos que nos rodeiam, e toda a informação relevante relacionada com, por exemplo, uma tarefa que estejamos em determinado momento empenhados. O nosso campo visual é limitado no espaço, não apenas devido à resolução não uniforme da retina (fovea), mas também porque depende de para onde os nossos olhos estão direccionados. Para sermos capazes de manipular vários objectos e perceber como se relacionam entre si, é necessário um mecanismo para armazenar a informação sobre os objectos que nos rodeiam, mesmo quando estes objectos estão fora do alcance da nossa visão, ou estão ocultos por outros objectos. Com este trabalho pretende-se desenvolver um modelo, com inspiração biológica, para uma memória de curto prazo vocacionada para representar internamente o mundo circundante do robot. Este problema levanta várias questões interessantes. Uma delas é se a representação deve ser egocêntrica (baseado num referencial de coordenadas solidária com partes do robot), geocêntrica (baseado num referencial fixo no ambiente), ou uma combinação de ambas, como tem sido recentemente proposto pela neurociência. Outra questão é a da persistência dos objectos em memória, que se relaciona com a atribuição de relevância ao que é percepcionado (evitar que a memória de curto-prazo fique inundada de informação irrelevante). Este trabalho poderá desta forma verificar a exequibilidade de modelos neurológicos sobre a representação espacial do mundo no cérebro.

Motivation, attention, and emotions

(in Portuguese)

Objectivos

Desenvolvimento de um sistema de atenção, emoções e motivações inspirado na biologia, com fim a guiar sua interacção de um robot humanoide com o ambiente e utilizadores humanos. O sistema de atenção servirá para a selecção dos estímulos mais relevantes no ambiente (pessoas, objectos, sons, etc). O sistema de motivações guiará a tendência de actuação que o robot deverá ter com o ambiente (curiosidade para inteagir com pessoas, exploração dos objectos, reconhecimento do ambiente, etc). O sistema emocional permitira comunicar o estado do robot através de um conjunto de expressões faciais. A dinâmica dos divesos sistemas será determinada quer através de variáveis de estado internas, quer através da interacção com pessoas que entrem em contacto visual com o robot ou foquem a sua atenção em objectos ou partes específicas do ambiente (atenção partilhada).

Descrição

Qualquer robot com uma capacidade de interacção com o meio ambiente suficientemente rica e autónoma, requer sistemas que permitam selecionar as acções mais adequadas em cada instante e os objectos/pessoas com que interagir. Em sistemas biologicos, a conjunção de sistemas de atenção, de motivação de emoção, permite gerir esta dinâmica. Em particular, o robot poderá ter a motivação para interagir com pessoas conhecidas, conhecer pessoas novas, utilizar objectos conhecidos para atingir certos fins, ou curiosidade para explorar objectos novos que aparecam no campo visual. Um sistema de motivações deverá ainda incluir um modelo dinâmico, de forma a implementar fenómenos como o desvanecimento da atenção se nada de interessante ocorre, tal como ser sensível à resposta do ambiente e outros utilizadores, quer através de comunicação explícita verbal, quer através de indicadores indirectos (se as pessoas focam a sua atenção no robot ou em outros objectos, ou se pelo contrário se desinteressam da interacção). Desta forma consegue-se fechar a cadeia de controlo pelo ambiente. O grau com que as motivações são ou não satisfeitas poderá ser tornado explícito ao utilizador usando expressões faciais do robot. Isto mostrará a quem estabelece contacto visual com o robot algo que poderá ser interpretado como o estado emocional do robot. Isto poderá incentivar o utilizador a prolongar a interacção com o robot.

Operational issues

• Installation procedures for Linux