Made available in DSpace on 2014-06-12T15:52:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Atores Sintéticos são agentes inteligentes que possuem personalidade, atuam em ambientes multimídias ou virtuais e são representados graficamente por avatares. Estas entidades são utilizadas em sistemas de simuladores como forma de enriquecer a interação entre a aplicação e seus usuários, proporcionando assim aumento da credibilidade do projeto. Com a sua popularização sugiram vários projetos que os utilizam. Estes projetos têm diversos aspectos em comum. Por exemplo, neles seus atores se comunicam e possuem modelos de personalidade. Contudo, apesar das similaridades os projetos encontrados na literatura foram implementados de forma independente. Ou seja, tiveram seu código fonte desenvolvido do zero. Porém, no âmbito dos sistemas multiagentes tal problema não ocorre devido à existência de diversos frameworks multiagentes que agrupam as funcionalidades comuns a tais sistemas, fazendo com que o desenvolvedor implemente apenas o que é relativo ao seu contexto de simulação. Porém, estes frameworks não são utilizados em sistemas multiarores, pois não suportam as peculiaridades dos sistemas multiatores. Buscando solucionar esse problema, este trabalho apresenta o FAct (Framework for Actors), um projeto criado especificamente para auxiliar na construção sistemas multiatores. Ele focado nas características peculiares destes sistemas e tem como principal objetivo reduzir o custo e tempo de desenvolvimento para os projetos baseados nesta tecnologia. Como forma de exemplificar o uso do FAct e avaliar o seu impacto no desenvolvimento de simuladores multiatores, serão apresentados dois simuladores implementados com base no framework

The role of digital humans in product design and assessment is ever increasing. Accurate digital human models are used to provide feedback on virtual prototypes of products, thus reducing costs and shortening the design cycle. An essential part of product assessment in the virtual world is the ability of the human model to interact correctly and naturally with the product model. This involves reaching, grasping and manipulation. This work addresses the difficult problem of grasp planning for digital humans. We develop a semi-interactive system for synthesizing grasps based on the object's shape, and implement this system for SantosTM, the digital human developed at the Virtual Soldier Research Program at the University of Iowa. The system is composed of three main parts: First, a shape matching module that creates an initial power grasp for the object based on a database of pre-calculated grasps. Second, an optimization based module provides control of the fingertip locations. This can be used to synthesize precision grasps under the user's guidance. Finally, a grasp quality module provides feedback about the grasp's mechanical stability. The novelty of our approach lies in the fact that it takes into consideration the upper body posture when planning the grasp, so the whole arm and the torso are involved in the grasp.

Humanos virtuais são modelos computacionais de pessoas. Se necessário, podem apresentar uma aparência bastante realista, baseada em princípios fisiológicos e biomecânicos. Além disso, são capazes de comportar-se de forma autônoma e inteligente em ambientes dinâmicos, podendo apresentar até mesmo individualidade e personalidade. Humanos virtuais podem ser utilizados como atores sintéticos. Tais atores têm sido usados em uma série de aplicações com a finalidade de simular a presença de atores reais. A indústria de jogos por computador requer personagens que sejam capazes de reagir apropriadamente a eventos e circunstâncias inesperadas, e até mesmo de alterar o progresso do jogo com seus cursos de ação autônomos. Um modo natural para desenvolver tais personagens prevê o uso de técnicas de inteligência artificial, em particular aquelas relacionadas às áreas de agentes autônomos e sistemas multiagentes. Neste trabalho, propõese o uso do modelo BDI (Belief-Desire-Intention) para modelar agentes cognitivos, com a finalidade de implementar personagens animados. O modelo BDI é uma abordagem bastante conhecida e bem sucedida para o desenvolvimento de agentes autônomos em sistemas multiagentes. Trata-se de uma arquitetura poderosa para sistemas dinâmicos e complexos, nos quais agentes podem precisar agir sob informação incompleta e incorreta sobre o seu ambiente e os outros habitantes. Esta dissertação reúne um modelo articulado para animação de personagens, o qual requer a especificação de movimento em cada junta individualmente, e um interpretador para AgentSpeak(L), uma linguagem de programação orientada a agentes que implementa a arquitetura BDI. Foi desenvolvida uma interface que permite que o sistema de raciocínio de um agente, baseado em BDI, seja usado para dirigir o comportamento de um personagem em um sistema de animação. O uso de AgentSpeak(L) é uma abordagem promissora para a especificação em alto nível de animações complexas por computador. O modelo conceitual e sua implementação são apresentados em capítulos distintos. Esta separação visa simplificar a compreensão do modelo proposto, permitindo primeiro analisá-lo em um nível mais alto de abstração, para então verificar detalhes de programação. Este trabalho apresenta também duas animações 3D, usadas para ilustrar a abordagem proposta. A principal animação apresentada envolve um agente situado em um ambiente dinâmico; o agente continuamente percebe o ambiente e raciocina para determinar como agir sobre ele, baseado em seu estado mental BDI. A outra aplicação é bastante simples, mas útil para mostrar algumas questões que são relevantes para obter-se mais eficiência em programas AgentSpeak(L). / Virtual humans are computational models of people. If necessary, they can portray a very realistic appearance, based on biomechanical and physiological principles. Besides, they are able to behave in an autonomous and intelligent way in dynamic environments, and even to exhibit individuality and personality. Virtual humans can be used as synthetic actors. Such kind of actors have been used in several applications, such as games, in order to simulate the presence of real actors. The computer-game industry requires characters that are able to react appropriately to unexpected events and circumstances, and even to change the game progress with their autonomous courses of actions. A natural way for developing such characters is by the use of artificial intelligence techniques, in particular those related to the areas of autonomous agents and multi-agent systems. In this work, the use of the Belief-Desire-Intention (BDI) model for cognitive agents in order to implement animated characters is proposed. The BDI model is a well-known and successful approach for the development of autonomous agents in multiagent systems. It is a very powerful architecture for dynamic and complex systems where agents may need to act under incomplete and incorrect information on other agents and their environment. This work brings together an articulated model for character animation, which requires the specification of motion on each joint individually, and an interpreter for AgentSpeak(L), an agent-oriented programming language that implements the BDI architecture. I have developed an interface that allows the BDI-based agent reasoning system to be used for guiding the behaviour of a character in an animation system. The use of AgentSpeak(L) is a promising approach for the high-level specification of complex computer animations. The conceptual model and its implementation are presented in distinct chapters. This separation aims at simplifying the comprehension of the proposed model, allowing its analysis first at a higher abstraction level, and after that to check programming details. This work also presents two 3-D animations used to illustrate the proposed approach. The main animation presented involves an agent that is situated in a dynamic environment; the agent continuously perceives the environment and reasons on how to act upon it based on its BDI mental state. The other application is quite simple, but useful to show some issues that are relevant for obtaining better performance from AgentSpeak(L) programs.

Humanos virtuais são modelos computacionais de pessoas. Se necessário, podem apresentar uma aparência bastante realista, baseada em princípios fisiológicos e biomecânicos. Além disso, são capazes de comportar-se de forma autônoma e inteligente em ambientes dinâmicos, podendo apresentar até mesmo individualidade e personalidade. Humanos virtuais podem ser utilizados como atores sintéticos. Tais atores têm sido usados em uma série de aplicações com a finalidade de simular a presença de atores reais. A indústria de jogos por computador requer personagens que sejam capazes de reagir apropriadamente a eventos e circunstâncias inesperadas, e até mesmo de alterar o progresso do jogo com seus cursos de ação autônomos. Um modo natural para desenvolver tais personagens prevê o uso de técnicas de inteligência artificial, em particular aquelas relacionadas às áreas de agentes autônomos e sistemas multiagentes. Neste trabalho, propõese o uso do modelo BDI (Belief-Desire-Intention) para modelar agentes cognitivos, com a finalidade de implementar personagens animados. O modelo BDI é uma abordagem bastante conhecida e bem sucedida para o desenvolvimento de agentes autônomos em sistemas multiagentes. Trata-se de uma arquitetura poderosa para sistemas dinâmicos e complexos, nos quais agentes podem precisar agir sob informação incompleta e incorreta sobre o seu ambiente e os outros habitantes. Esta dissertação reúne um modelo articulado para animação de personagens, o qual requer a especificação de movimento em cada junta individualmente, e um interpretador para AgentSpeak(L), uma linguagem de programação orientada a agentes que implementa a arquitetura BDI. Foi desenvolvida uma interface que permite que o sistema de raciocínio de um agente, baseado em BDI, seja usado para dirigir o comportamento de um personagem em um sistema de animação. O uso de AgentSpeak(L) é uma abordagem promissora para a especificação em alto nível de animações complexas por computador. O modelo conceitual e sua implementação são apresentados em capítulos distintos. Esta separação visa simplificar a compreensão do modelo proposto, permitindo primeiro analisá-lo em um nível mais alto de abstração, para então verificar detalhes de programação. Este trabalho apresenta também duas animações 3D, usadas para ilustrar a abordagem proposta. A principal animação apresentada envolve um agente situado em um ambiente dinâmico; o agente continuamente percebe o ambiente e raciocina para determinar como agir sobre ele, baseado em seu estado mental BDI. A outra aplicação é bastante simples, mas útil para mostrar algumas questões que são relevantes para obter-se mais eficiência em programas AgentSpeak(L). / Virtual humans are computational models of people. If necessary, they can portray a very realistic appearance, based on biomechanical and physiological principles. Besides, they are able to behave in an autonomous and intelligent way in dynamic environments, and even to exhibit individuality and personality. Virtual humans can be used as synthetic actors. Such kind of actors have been used in several applications, such as games, in order to simulate the presence of real actors. The computer-game industry requires characters that are able to react appropriately to unexpected events and circumstances, and even to change the game progress with their autonomous courses of actions. A natural way for developing such characters is by the use of artificial intelligence techniques, in particular those related to the areas of autonomous agents and multi-agent systems. In this work, the use of the Belief-Desire-Intention (BDI) model for cognitive agents in order to implement animated characters is proposed. The BDI model is a well-known and successful approach for the development of autonomous agents in multiagent systems. It is a very powerful architecture for dynamic and complex systems where agents may need to act under incomplete and incorrect information on other agents and their environment. This work brings together an articulated model for character animation, which requires the specification of motion on each joint individually, and an interpreter for AgentSpeak(L), an agent-oriented programming language that implements the BDI architecture. I have developed an interface that allows the BDI-based agent reasoning system to be used for guiding the behaviour of a character in an animation system. The use of AgentSpeak(L) is a promising approach for the high-level specification of complex computer animations. The conceptual model and its implementation are presented in distinct chapters. This separation aims at simplifying the comprehension of the proposed model, allowing its analysis first at a higher abstraction level, and after that to check programming details. This work also presents two 3-D animations used to illustrate the proposed approach. The main animation presented involves an agent that is situated in a dynamic environment; the agent continuously perceives the environment and reasons on how to act upon it based on its BDI mental state. The other application is quite simple, but useful to show some issues that are relevant for obtaining better performance from AgentSpeak(L) programs.

Humanos virtuais são modelos computacionais de pessoas. Se necessário, podem apresentar uma aparência bastante realista, baseada em princípios fisiológicos e biomecânicos. Além disso, são capazes de comportar-se de forma autônoma e inteligente em ambientes dinâmicos, podendo apresentar até mesmo individualidade e personalidade. Humanos virtuais podem ser utilizados como atores sintéticos. Tais atores têm sido usados em uma série de aplicações com a finalidade de simular a presença de atores reais. A indústria de jogos por computador requer personagens que sejam capazes de reagir apropriadamente a eventos e circunstâncias inesperadas, e até mesmo de alterar o progresso do jogo com seus cursos de ação autônomos. Um modo natural para desenvolver tais personagens prevê o uso de técnicas de inteligência artificial, em particular aquelas relacionadas às áreas de agentes autônomos e sistemas multiagentes. Neste trabalho, propõese o uso do modelo BDI (Belief-Desire-Intention) para modelar agentes cognitivos, com a finalidade de implementar personagens animados. O modelo BDI é uma abordagem bastante conhecida e bem sucedida para o desenvolvimento de agentes autônomos em sistemas multiagentes. Trata-se de uma arquitetura poderosa para sistemas dinâmicos e complexos, nos quais agentes podem precisar agir sob informação incompleta e incorreta sobre o seu ambiente e os outros habitantes. Esta dissertação reúne um modelo articulado para animação de personagens, o qual requer a especificação de movimento em cada junta individualmente, e um interpretador para AgentSpeak(L), uma linguagem de programação orientada a agentes que implementa a arquitetura BDI. Foi desenvolvida uma interface que permite que o sistema de raciocínio de um agente, baseado em BDI, seja usado para dirigir o comportamento de um personagem em um sistema de animação. O uso de AgentSpeak(L) é uma abordagem promissora para a especificação em alto nível de animações complexas por computador. O modelo conceitual e sua implementação são apresentados em capítulos distintos. Esta separação visa simplificar a compreensão do modelo proposto, permitindo primeiro analisá-lo em um nível mais alto de abstração, para então verificar detalhes de programação. Este trabalho apresenta também duas animações 3D, usadas para ilustrar a abordagem proposta. A principal animação apresentada envolve um agente situado em um ambiente dinâmico; o agente continuamente percebe o ambiente e raciocina para determinar como agir sobre ele, baseado em seu estado mental BDI. A outra aplicação é bastante simples, mas útil para mostrar algumas questões que são relevantes para obter-se mais eficiência em programas AgentSpeak(L). / Virtual humans are computational models of people. If necessary, they can portray a very realistic appearance, based on biomechanical and physiological principles. Besides, they are able to behave in an autonomous and intelligent way in dynamic environments, and even to exhibit individuality and personality. Virtual humans can be used as synthetic actors. Such kind of actors have been used in several applications, such as games, in order to simulate the presence of real actors. The computer-game industry requires characters that are able to react appropriately to unexpected events and circumstances, and even to change the game progress with their autonomous courses of actions. A natural way for developing such characters is by the use of artificial intelligence techniques, in particular those related to the areas of autonomous agents and multi-agent systems. In this work, the use of the Belief-Desire-Intention (BDI) model for cognitive agents in order to implement animated characters is proposed. The BDI model is a well-known and successful approach for the development of autonomous agents in multiagent systems. It is a very powerful architecture for dynamic and complex systems where agents may need to act under incomplete and incorrect information on other agents and their environment. This work brings together an articulated model for character animation, which requires the specification of motion on each joint individually, and an interpreter for AgentSpeak(L), an agent-oriented programming language that implements the BDI architecture. I have developed an interface that allows the BDI-based agent reasoning system to be used for guiding the behaviour of a character in an animation system. The use of AgentSpeak(L) is a promising approach for the high-level specification of complex computer animations. The conceptual model and its implementation are presented in distinct chapters. This separation aims at simplifying the comprehension of the proposed model, allowing its analysis first at a higher abstraction level, and after that to check programming details. This work also presents two 3-D animations used to illustrate the proposed approach. The main animation presented involves an agent that is situated in a dynamic environment; the agent continuously perceives the environment and reasons on how to act upon it based on its BDI mental state. The other application is quite simple, but useful to show some issues that are relevant for obtaining better performance from AgentSpeak(L) programs.