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림 장곡
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1 KRoC 2018 ( 제 1 회소셜로봇연구회워크샵 ) 소셜로봇의도전과제 ( 수 ) 이동욱수석연구원, Ph.D 한국생산기술연구원로봇그룹 (dwlee@kitech.re.kr) 1

2 목차 1 소셜로봇 2 감정을갖는로봇 3 사회성을갖는로봇 4 소셜로봇의도전과제 원고출처 : 이동욱, 소셜로봇의도전과제, 한국로봇학회지, vol.14, no.4, pp.37-43,

3 ( 참고 ) 소셜로봇연구배경및수행과제소개 Bio-Inspired Robot Android K-1004 개발 (2005.5~ ) 감성교감형인조인간로봇개발 (2017.1~ ) CT 기반공연. 전시를위한실감형작동모형및와이어플라잉시스템기술 (2010.5~2013.3) 인간-친화적로봇서비스환경에서판단적합성 90% 이상인복합지식기반판단및의미기반로봇표현기술개발 * (2012.6~2017.5) * 주관기관 : 한성대, 참여기관 : ETRI, 생기원, 경희대, 세종대 3

Social Robots Sociable Robots, Socially Intelligent Robots - Cynthia Breazeal, Designing Sociable Robots, MIT Press, 2002 Socially Interactive Robots - T. Fong, I.

4 Social Robots Sociable Robots, Socially Intelligent Robots - Cynthia Breazeal, Designing Sociable Robots, MIT Press, 2002 Socially Interactive Robots - T. Fong, I. Nourbakhsh, and K. Dautenhahn, A survey of socially interactive robots, Robotics and Autonomous Systems, vol. 42(3-4), pp , Socially Assistive Robots - D. Feil-Seifer and M. J. Mataric. Defining socially assistive robotics, Proceedings of the 2005 IEEE 9th International Conference on Rehabilitation Robotics, (ICORR 2005), ICSR FIRA International Conference on Social Robotics, ~18, Incheon, Korea IJSR - International Journal of Social Robotics, Springer, (2009~) - Shuzhi Sam Ge Maja J. Mataric 4

5 Emotion Emotion : e- (out) + motion( 운동 ) - Emotion 감정 ( 정서 ): 외부자극에대한단기적인지적반응 - c.f. Drive/Motivation 동기 : 신체적인혹은내부적인욕구 - Feeling 느낌 : 경험에서비롯한감각 + 감정 - Affect 정동 : 객관적으로드러난감정 - Mood 기분 : 외부자극없이지속되는감정 지능, 감정에서사회지능으로 - IQ (Intelligence quotient), 1905, Alfred Binet - EQ (Emotional intelligence), 1995, Daniel Goleman - SQ (Social intelligence), 2006, Daniel Goleman 5

6 감정의역할 (1/4) 감정의역할 인간과동물에있어감정의역할을검토하여로봇에적용하기위함 진화적으로발달한생존수단 - 생존에필수적인행동반응 - Paul Ekman 의기본감정 (1972) : 기쁨, 슬픔, 놀람, 화남, 두려움, 혐오 - 인간과동물의감정표현의연속성을설명 - Charles Darwin, The Expression of the Emotions in Man and Animals, 자신의내부상태를드러내는통신수단 - 사회성기능을갖는복합감정 : 수치심, 질투, 동경, 사랑등 6

7 협업로봇 baxter 의감정표현 7

8 로봇의외형과감정표현 Hiroshi Ishguro,

9 감정의진화 다세포생물어류파충류포유류인간 주성, 회피성항상성욕구, 동기감정, 정서사회성 9

10 감정의역할 (2/4) 판단의기준 - 좋고나쁨을선택하는기준 ( 좋은가? 나쁜가?) - Antonio Damasio 기억과관련 - 인지적기억에는무의식적감정이포함 - 감정적반응이동반될때기억이촉진됨 : 단기적기억 장기적기억 ( 중요한가? 중요하지않은가?) 10

11 감정의역할 (3/4) 강화학습 Reinforcement Learning - 강화신호에따라행동을강화 (External) Reinforcement Signal Predictor r p Environment Actions(output) Critic Internal Reinforcement Signal Learning System 강화학습과연관된감정 - 기쁨, 슬픔등도파민과관련된감정 처벌과보상을유도하여학습과관련 - 후회 : 안도 유식한강화학습 - 실망 : 득의 무식한강화학습 States(Input) Actor Critic 구조 출처 : 이대열, 지능의탄생,

12 감정의역할 (4/4) 사회적인기능 : 의사소통 - 자신의내부상태를드러내는통신수단 ( 상호작용관점 ) - 사회적인관계를증진시키는기능 공감, 수치심, 부러움, 자부심, 분노, 사랑등타인과의관계속에서발생하는감정 - 의사소통에서정보전달력언어적정보 30% 비언어적행동정보 70% 연구하기어려움 12

13 HRI 판단표현과제소개 로봇 1) 의효용을높이는 EQ 2) (Social Skill 3) ) 를개발하고 그가치를실제사용자를대상으로실증하는연구 기술개발과휴먼팩터연구를병행하는융합적접근 Human Intervention Device Sensors Domain Task (Goal) 인식 / 판단 / 표현 Social Effectiveness 인식 / 판단 / 표현 Action Selection Arbitration Motion vocabulary Platform Retargeting 1) SAR (Socially Assistive Robots): 친밀하고효과적인상호작용을통해학습, 재활등의활동에서보조자의역할을하는로봇을주연구대상으로함 2) Emotional Intelligence by Daniel Goleman: Self-awareness, Self-regulation, Social skill, Empathy, Motivation 3) ESS (Elementary Social Skill) : 지시하기, 눈맞추기, 따라하기, 교대하기등기본적인 Social Skill HRI 판단표현과제 ( 한성대, ETRI, KITECH), 2012~

14 Social HRI Framework Domain Perception Social-Domain Perception Mapper Domain Task Controller Scenario Flow Controller Scenario user status, intention, context (domain) semantic motion STM & LTM Working Memory Episodic Memory Image, Voice Sensory Perception Face Detect/Recog. Gender Recog. Saliency Detection Floor Action Recognition Mind Reading Personal Traits Recognition Social Perception <<blackboard>> Saliency Map <<blackboard>> Floor Status <<blackboard>> User Status <<blackboard>> User Model Social Task Controller Attention Control semantic motion Action Planning start/stop Turn Management Action Renderer Action Control Resource Arbitration Semantic Motion Interpretation Mind Model Social HRI Framework Emotion Engine HRI 판단표현과제 ( 한성대, ETRI, KITECH), 2012~

15 Sociality 사회성 - 사회속에서타인과관계를형성하고유지하는성질 마음이론 Theory of Mind - 상대방의입장에서생각하는능력 - 4살무렵발달하는능력 - 자폐증은마음이론능력의부족 15

상대방의마음을자신과같은구조의마음으로가정한시뮬레이션모델요구 공감의효용성 - 사용자로부터더협조적인행동을유도 -

16 Empathy 공감 (Empathy) - 상대방의입장에서그사람의감정을이해하는능력 - 공감지수 (EQ: Empathy Quotient) - 자기와상대방을구별하는능력이필요 - 상대방의마음을자신과같은구조의마음으로가정한시뮬레이션모델요구 공감의효용성 - 사용자로부터더협조적인행동을유도 - 신뢰와진실성을증가시킴 - 인간과유사한로봇일수록공감을더얻을수있음 - 감정상호작용에있어중요한요소 Angelica Lim, Hiroshi G. Okuno

17 감정 / 사회성이없는로봇 감정이없는서비스로봇은? - 자폐아? - 서번트 ( 자폐아중특정한능력이매우뛰어난사람 )? 자폐아의특징 - 감정표현이매우서툶 - 상대방의의도나감정을인식하지못함 - 상대방의입장에서생각하는능력이결여되어있음 서비스로봇의효과를높이기위한요소 - 인간과같은행동방식 ( 대화, 감정표현, 공감등 ) 으로인간에게서비스가가능해야함 - 개성및내부상태에대한예측불가능성을통한인격부여 17

18 소셜로봇의도전과제 Grand Challenge Problems by Cynthia Breazeal (2002) - 아니마마키나 (Anima machina) : 혼이있는기계 (life-like machine) - 성격 (Personality) - 실체화구현문제 (Embodied discourse) - 개인인식 (Personal recognition) - 마음이론 (Theory of mind) - 공감 (Empathy) - 자전적기억 (Autobiographic memory) - 사회적인상황학습 (Socially situated learning) - 평가척도 (Evaluation metrics) - 반복적인관계속에서사람에대한이해 (Understanding the human in the loop) - 우정 (Friendship) - 인간성 / 인간다움 (Personhood) 18

19 소셜로봇의전망 기술난이도에따른소셜로봇의실용화적용전망 1) 공연, 전시, 테마파크등의캐릭터로봇 - 표현중심, 시나리오기반 2) 안내서비스용로봇 - 서비스분야의도메인지식필요, 페퍼활약 3) 자폐아훈련, 심리치료로봇 - 감정모델, 감정조절기능 4) 놀이상대, 애완용로봇 - 공감기능요구 5) 교육용로봇 6) 상담, 개인용비서로봇 - 고도의 AI 기술요구 낮음 감정표현행동 / 의도표현감정조절난이도공감인공지능대화 높음 19

20 감사합니다 20

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TTA Journal Vol.158 l 43 자율주행 및 지뢰탐지 HRI, 원격제어, 인지, 항공우주 물체인식, HRI 물체조작, 우주탐사 헬스케어, 센서 지능로봇 기술 물체인식, 센서, 조작 원격제어 인지, HRI, 자율주행 자율주행 [ 1] 1 로봇 제조, 공 자 인, 지 작 서 스, 인서 스, 지,,, 인자 주,, 인자,, 인식,제스 인식 인지 3.1