Redes de decisión dinámicas

De la misma manera que las redes bayesianas dinámicas extienden a las redes bayesianas, las redes de decisión dinámicas extienden a las redes de decisión para representar la toma de decisiones en el tiempo. En la figura 3.5 se presenta un ejemplo de una red de decisión dinámica. Decisión tn Estado tn+1 Estadot_n Decisión tn-1 Utilidad t_n Estado tn+3 Estado tn+2 Decisión tn+2 Decisión tn+1

Utilidad t_n+1 Utilidad t_n+2 Utilidad t_n+3 Decisión t_{n +3}

Estado t_n+4

Figura 3.5. Red de decisión dinámica. Esta red representa como las decisiones en un tiempo afectan los estados del siguiente tiempo, lo cual tiene una utilidad. Las decisiones que se tomen son aquellas que produzcan la mayor utilidad esperada.

En esta red intervienen seis segmentos de tiempo, las decisiones que se tomen tienen un impacto en el estado del siguiente segmento de tiempo, los estados suponen una utilidad en ese segmento de tiempo. Las decisiones que se tomen son aquellas que produzcan un estado con la máxima utilidad. Normalmente, la utilidad total se obtiene sumando las utilidades en cada tiempo. La fórmula siguiente establece la utilidad total para red de decisión dinámica de la figura 3.5:

Utotal = Un + Un+1 + Un+2 + Un+3 (3.1)

3.3. Resumen del capítulo

El problema que se aborda en esta investigación abarca el modelado afectivo del estudiante y la toma de decisiones que maximicen el aprendizaje y el afecto de los estudiantes. Las redes bayesianas así como su extensión, las redes bayesianas dinámicas tienen mecanismos robustos que permiten modelar la incertidumbre presente en el modelado afectivo del estudiante, al tiempo que se puede utilizar cualquier evidencia disponible acerca de las variables del modelo para obtener las probabilidades del resto de las variables.

Por otro lado, las redes de decisión y las redes de decisión dinámicas extienden a las redes bayesianas para modelar problemas de decisión que evolucionan en el tiempo. Las redes de decisión incluyen nodos de decisión y nodos de utilidad. El trabajo de la red de decisión consiste en establecer la opción que tenga una mayor utilidad, esto se obtiene evaluando cada uno de los posibles valores de los nodos de decisión.

En este capítulo se presentaron los fundamentos de redes bayesianas y redes de decisión, se presentan algunos ejemplos que ilustran los conceptos básicos, y se describieron de manera breve los mecanismos de inferencia para ambas.

En el siguiente capítulo se presentan fundamentos de la computación afectiva, se describen algunos de los trabajos más importantes desarrollados hasta el momento. Se describen algunos modelos de emociones, entre ellos el modelo cognitivo de emociones OCC, el cual es la base del trabajo presentado en este documento. Se presentan además, los agentes pedagógicos animados que representan uno de los principales avances hacia incluir emociones en el funcionamiento de los programas de cómputo.

Capítulo 4

Fundamentos de la computación

afectiva

4. Fundamentos de la computación afectiva

“Beautiful, beautiful, beautiful beautiful boy”

Beautiful boy (Darling boy) (Lennon, 1980).

n el proceso cognitivo humano son dos las partes importantes: el pensamiento y el sentimiento (Piaget, 2005; Picard, 2000; Goleman, 1995; Vygotsky, 1994). Las emociones son una parte muy importante en la vida del ser humano: ellas son las que permiten la interacción humana; por medio de ellas comunicamos lo que sentimos y pensamos. Se han realizado diversos estudios científicos que avalan la importancia de las emociones en las relaciones interpersonales, en la toma de decisiones, en el aprendizaje y en muchas otras áreas de la vida del ser humano (Damasio, 1996). Existe la hipótesis de que este impacto de las emociones también se da en la comunicación humano-computadora (Brave y Nass, 2002; Picard, 2000; Reeves y Nass, 1996).

Por el lado del aprendizaje, un componente clave es la motivación, y en la motivación las emociones tienen un papel muy importante (Johnson, Rickel y Lester, 2000). La hipótesis es que un sistema tutor inteligente con comportamiento afectivo puede motivar a los estudiantes y por lo tanto puede ayudar a aumentar su aprovechamiento. Se han realizado algunos trabajos interesantes en tratar de dotar con comportamiento afectivo a los sistemas tutores inteligentes y a los programas de computación en general; sin embargo, el enfoque ha sido principalmente teórico, y aún no contamos con programas que cuenten con un comportamiento afectivo completo. En este capítulo se presentan algunos de los trabajos más relevantes en el área de computación afectiva y modelado de emociones.

4.1. Afectividad

Las emociones son una parte fundamental del ser humano ya que motivan las acciones y añaden significado y riqueza a toda experiencia humana. Tradicionalmente, las emociones han sido descartadas en la interacción humano-computadora. Sin embargo, investigaciones en psicología y tecnología sugieren un punto de vista diferente de la relación entre los humanos, las computadoras y las emociones, y establecen que las interfaces que ignoran los estados emocionales o que no manifiestan las emociones apropiadas pueden dificultar de manera importante su desempeño y corren el riesgo de ser percibidas como frías, social- mente ineptas, poco confiables e incompetentes (Brave y Nass, 2002). Antes de describir la investigación en computación afectiva, en esta sección se presentan algunos términos sobre afectividad y su relación en la interacción humano-computadora.

En la psicología clásica se establecen tres componentes de la mente: el cognitivo, el cona- tivo y el afectivo. El cognitivo tiene que ver con el pensamiento, el conativo con la motiva- ción y el querer hacer, y el afectivo tiene que las emociones (Mayer, 2008).

El diccionario de psicología de la asociación americana de psicología define afecto y el adjetivo afectivo como la experiencia de sentimiento o emoción. El afecto es un elemento clave del proceso de la interacción de un organismo con un estímulo. El término afecto a veces se refiere a la manifestación del afecto, que es un comportamiento facial, vocal o de gestos que son un indicador del afecto. El término afecto puede tomarse como una reacción instintiva a la estimulación que ocurre antes del proceso cognitivo necesario para la forma- ción de una emoción más compleja. De esta manera, algunos teóricos sugieren que las reacciones afectivas pueden ocurrir sin un proceso cognitivo y perceptual extensivo, y que puede ocurrir antes y con mayor precisión que los juicios cognitivos. Por otro lado, otros teóricos consideran que el afecto surge después del proceso cognitivo (Huitt, 2003).

Aunque se han desarrollado muchas teorías sobre las emociones y la literatura ofrece muchas definiciones sobre la misma, aún no hay una definición completamente aceptada. Mucho de este desacuerdo puede derivarse de los lenguajes naturales, ya que usan las mismas palabras para referirse a diferentes estados y viceversa. Sin embargo, los investi- gadores coinciden en dos aspectos: 1) emoción es una reacción a eventos que se creen relevantes para las necesidades, metas e intereses de un individuo; y 2) emoción comprende componentes fisiológicos, afectivos, de conducta y cognitivos (Brave y Nass, 2002).

Cuando alguien nos pregunta como nos sentimos, nos pregunta acerca de nuestro estado afectivo. El estado afectivo se compone de muchos procesos que pudieran llamarse senti- mientos, emociones o estados de ánimo (Murphy, 2006). Aunque generalmente estos términos se utilizan de manera intercambiada, es conveniente distinguirlos.

Las emociones se distinguen de los estados de ánimo en que las emociones se dirigen a un objeto o entidad. Las emociones son intencionales, implican una relación con un objeto en particular. Por ejemplo, nos espantamos por algo, nos enojamos con alguien y nos entusias- mamos por algún evento. En contraste, aunque los estados de ánimo son indirectamente

causados por un objeto, éstos no son intencionales. Los estados de ánimo no están dirigidos hacia un objeto, por lo que los experimentamos de manera más difusa, global y general. Una persona puede estar triste por algo (una emoción) o deprimida (un estado de ánimo) (Brave y Nass, 2002).

Desde el punto de vista funcional, las emociones causan acción, como una reacción a una situación particular, preparan el cuerpo y la mente para respuesta inmediata, por lo que tienden a ser relativamente cortas. En cambio, los estados de ánimo tienen a causar procesa- miento y estrategias cognitivas por un periodo de tiempo más largo, los estados de ánimo pueden verse como un fondo afectivo a través del cual se evalúan los eventos externos. Una persona con un buen estado de ánimo tiende a ver las cosas de manera positiva, al contrario de las personas con un mal estado de ánimo (Brave y Nass, 2002).

Al mismo tiempo, los estados de ánimo establecen una tendencia hacia cuales emociones surgirán (emociones relacionadas con el estado de ánimo); y las emociones causan o contri- buyen a los estados de ánimo.

Frecuentemente, sentimiento también es confundido con emoción, sin embargo, a diferen- cia de las emociones y los estados de ánimo en un individuo, los sentimientos son propie- dades que se le asignan a un objeto. Por ejemplo, cuando un usuario dice que le gusta una interfaz, lo que está diciendo es que asocia la interfaz con un estado emocional positivo. Este juicio se basa frecuentemente en una experiencia directa y en una subsiguiente generalización, pero también puede surgir del aprendizaje social. Otra diferencia estriba en que mientras las emociones y los estados de ánimo son fugaces, los sentimientos pueden durar indefinidamente y de esta manera son responsables de conducirnos a buscar o evitar un objeto.

Los conceptos anteriores tienen implicaciones en la interacción humano-computadora. Al tratar de evaluar las emociones de los usuarios, se debe tener en cuenta la relación de las emociones y los estados de ánimo, y tratar de detectar el estado de ánimo además de establecer las emociones. Otro elemento importante en esta evaluación es el temperamento, ya que éste causa en los individuos una tendencia hacia ciertos estados de ánimo y emocio- nes. Por otro lado, los sentimientos también deberían ser evaluados de alguna manera o propiciados a través de la interacción, ya que ellos motivan a los usuarios a regresar a los programas o sitios de Internet.

De las definiciones anteriores podemos establecer de manera general que el afecto engloba las emociones, el estado de ánimo y los sentimientos. En este trabajo solamente se considera las emociones de los estudiantes, y establecemos como trabajo futuro el manejo de los estados de ánimo. En este contexto usamos afecto y emoción de manera indistinta para referirnos a los estados que surgen a consecuencia de eventos que son observados por el estudiante y que son relevantes para el mismo.