에너지, 엔트로피, 항상성의 개념을 도입한 로봇의 감정 생성 및 전이 방법에 대한 연구

Abstract

이 논문의 내용은 물리적 관점인 에너지와 엔트로피, 그리고 생명체의 특성인 항상성의 개념을 도입하여 로봇의 감정 생성과 전이 과정의 방법을 제안한 연구다. 로봇이 인간 사회에 깊숙이 들어오게 되면서 사람과 로봇의 상호작용, 그 중 로봇의 감정을 이용하여 로봇이 사람과의 사회적 기능을 할 수 있도록 하는 연구가 여러 연구자들을 통해 진행되어 왔다. 이 논문에서는 이러한 로봇의 감정을 어떻게 생성할 것인지, 생성된 감정을 어떻게 전이시킬 것인지에 대해 연구를 진행하였다. 또한 로봇의 감정 생성은 차원적 접근 방법 중에서 가장 기본이 되는 쾌/불쾌, 각성의 정도를 결정하고, ‘원형모델(Circumplex model)’을 이용하여 각 요소가 가리키는 감정이 무엇인지를 찾았다. 이 때, 쾌/불쾌, 각성의 정도를 정신적 에너지와 신체적 에너지로 연결지었다. 정신적 에너지는 `프로스펙트 이론(Prospect theroy)`을 통해 외부 자극의 손익으로 결정되게 하였고, 신체적 에너지는 앞에서 결정된 프로스펙트 이론의 값을 쾌락스케일링을 통해 각성의 정도로 변환한 후, 외부 자극의 강도를 합하여 결정되도록 하였다. 각각의 에너지 상태들은 엔트로피를 측정하여 열역학 제2법칙에 따라 되먹임 되도록 설계하였다. 또한 생명체의 특성인 항상성을 도입하여 에너지와 엔트로피가 갖지 못하는 되먹임 특성을 추가하여 주었다. 마지막으로 위와 같은 방법으로 결정된 에너지 상태는 원형모델 상에서 어떤 감정에 근접한지를 계산하여 최종적인 감정값을 얻을 수 있게 된다. 결정된 감정 중 ‘에크만(Ekman)’의 기본 감정 6개를 추려 ‘선형동적정서-표정모델(LDAEM)‘에 적용시키고, 얼굴 로봇 플래시 시뮬레이터에 표현되는 것을 확인하였다. 이를 통해 감정의 생성과 변이를 검증하였다.