Este trabalho avalia a influência das emoções humanas expressas pela mímica da face na tomada de decisão de sistemas computacionais, com o objetivo de melhorar a experiência do usuário. Para isso, foram desenvolvidos três módulos: o primeiro trata-se de um sistema de computação assistiva - uma prancha de comunicação alternativa e ampliada em versão digital. O segundo módulo, aqui denominado Módulo Afetivo, trata-se de um sistema de computação afetiva que, por meio de Visão Computacional, capta a mímica da face do usuário e classifica seu estado emocional. Este segundo módulo foi implementado em duas etapas, as duas inspiradas no Sistema de Codificação de Ações Faciais (FACS), que identifica expressões faciais com base no sistema cognitivo humano. Na primeira etapa, o Módulo Afetivo realiza a inferência dos estados emocionais básicos: felicidade, surpresa, raiva, medo, tristeza, aversão e, ainda, o estado neutro. Segundo a maioria dos pesquisadores da área, as emoções básicas são inatas e universais, o que torna o módulo afetivo generalizável a qualquer população. Os testes realizados com o modelo proposto apresentaram resultados 10,9% acima dos resultados que usam metodologias semelhantes. Também foram realizadas análises de emoções espontâneas, e os resultados computacionais aproximam-se da taxa de acerto dos seres humanos. Na segunda etapa do desenvolvimento do Módulo Afetivo, o objetivo foi identificar expressões faciais que refletem a insatisfação ou a dificuldade de uma pessoa durante o uso de sistemas computacionais. Assim, o primeiro modelo do Módulo Afetivo foi ajustado para este fim. Por fim, foi desenvolvido um Módulo de Tomada de Decisão que recebe informações do Módulo Afetivo e faz intervenções no Sistema Computacional. Parâmetros como tamanho do ícone, arraste convertido em clique e velocidade de varredura são alterados em tempo real pelo Módulo de Tomada de Decisão no sistema computacional assistivo, de acordo com as informações geradas pelo Módulo Afetivo. Como o Módulo Afetivo não possui uma etapa de treinamento para inferência do estado emocional, foi proposto um algoritmo de face neutra para resolver o problema da inicialização com faces contendo emoções. Também foi proposto, neste trabalho, a divisão dos sinais faciais rápidos entre sinais de linha base (tique e outros ruídos na movimentação da face que não se tratam de sinais emocionais) e sinais emocionais. Os resultados dos Estudos de Caso realizados com os alunos da APAE de Presidente Prudente demonstraram que é possível melhorar a experiência do usuário, configurando um sistema computacional com informações emocionais expressas pela mímica da face. / The influence of human emotions expressed by facial mimics in decision-taking of computer systems is analyzed to improve user´s experience. Three modules were developed: the first module comprises a system of assistive computation - a digital alternative and amplified communication board. The second module, called the Affective Module, is a system of affective computation which, through a Computational Vision, retrieves the user\'s facial mimic and classifies their emotional state. The second module was implemented in two stages derived from the Facial Action Codification System (FACS) which identifies facial expressions based on the human cognitive system. In the first stage, the Affective Module infers the basic emotional stages, namely, happiness, surprise, anger, fear, sadness, disgust, and the neutral state. According to most researchers, basic emotions are innate and universal. Thus, the affective module is common to any population. Tests undertaken with the suggested model provided results which were 10.9% above those that employ similar methodologies. Spontaneous emotions were also undertaken and computer results were close to human score rates. The second stage for the development of the Affective Module, facial expressions that reflect dissatisfaction or difficulties during the use of computer systems were identified. The first model of the Affective Module was adjusted to this end. A Decision-taking Module which receives information from the Affective Module and intervenes in the Computer System was developed. Parameters such as icon size, draw transformed into a click, and scanning speed are changed in real time by the Decision-taking Module in the assistive computer system, following information by the Affective Module. Since the Affective Module does not have a training stage to infer the emotional stage, a neutral face algorithm has been suggested to solve the problem of initialing with emotion-featuring faces. Current assay also suggests the distinction between quick facial signals among the base signs (a click or any other sound in the face movement which is not an emotional sign) and emotional signs. Results from Case Studies with APAE children in Presidente Prudente SP Brazil showed that user´s experience may be improved through a computer system with emotional information expressed by facial mimics.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-28062016-085426 |
| Date | 17 March 2016 |
| Creators | Gracioso, Ana Carolina Nicolosi da Rocha |
| Contributors | Fernandez, Francisco Javier Ramirez |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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