발행일 2018. 07. 16 발행처융합연구정책센터 2018 JULY vol.130 Technology Industry Policy 감성컴퓨팅연구동향 김보림김상식 융합연구정책센터 융합연구정책센터 Convergence Research Policy Center
Industry Technology Policy 융합연구정책센터 Weekly TIP 감성컴퓨팅연구동향 김상식 융합연구정책센터 선정배경 01 감성컴퓨팅 (Affective Computing) 은인공지능, 머신러닝, 빅데이터등의다양한기술이접목되는대표적인융합기술 - 향후교육, 의료, 마케팅등다양한산업에큰영향을미칠것으로전망 1995 년 MIT 대학로사린드피카드 (Rosalind Picard) 박사가인간의감성을분석하고해석하는컴퓨터기술을일컬어감성컴퓨팅이라는용어를처음제창 - 이후, MIT 미디어랩감성컴퓨팅연구실 (Affective Computing Group) 중심으로감성분석 인지시스템과인간의감성상태및행동탐지시스템구현을위해지속적인연구추진중 표 1. 감성컴퓨팅연구의기여 1 새로운웨어러블센서와머신러닝알고리즘을통해다중의정보채널을분석하여, 사람들의감성-인지상태를파악하는새로운방식고안 2 자연스러운상호소통과대화를통해불만, 스트레스, 기분을간접적으로평가하는새로운기술개발 3 컴퓨터의인간감성이해도향상 4 본인의감정을보다정확히인식하고선택적으로이를다른사람들과소통하는개인맞춤형기술개발 5 감성상태가사람들의건강에어떠한영향을미치는가에대한이해도향상 6 감성컴퓨팅분야에서야기될수있는윤리적이슈를탐구하는선도연구 출처 MIT 감성컴퓨팅연구실 (https://affect.media.mit.edu/) 최근에는구글, IBM, 마이크로소프트, 인텔등해외글로벌기업을중심으로감성컴퓨팅기술을적용한제품 서비스본격확산중 02
2018 July vol.130 감성컴퓨팅연구동향 개요 02 ( 정의 ) 감성컴퓨팅은인간의감성을연구 분석 해석할수있는인공지능기반시스템을의미 - 물리적또는감각적자극으로부터사람들이보이는심리적인반응을인지하여인간과컴퓨터간 상호작용에활용 ( 개념비교 ) 감성공학 vs 감성컴퓨팅 - 감성공학은인간의감성을과학적으로분석하여이를제품개발이나시스템설계에반영하는사람이주체가되는수동적개념 - 감성컴퓨팅은기기 시스템이인간을이해하여다양한모드로사람과어떤방식으로의사소통할지를연구하는보다적극적개념 ( 대표사례 ) 영화 그녀 (2013) 에서인공지능과사랑에빠진주인공 - 이영화에서 사만다 라는운영체계 (OS) 는쓸쓸함에시달리는중년남성 테오도르 의대화상대가 되면서, 주인공의감정을이해하고공감하는등서로사랑에빠지게됨 그림 1. 주인공이인공지능챗봇 사만다 와대화하는장면 출처조선비즈, 특이점으로보는영화 그녀... 사만다는왜떠났나, 2014.7.27 03
Industry Technology Policy 융합연구정책센터 Weekly TIP 핵심기술 03 감성인식기술 ( 감성신호측정기술 ) 감성이나감성의지속적상태인기분을측정하기위해호르몬의레벨, 신경전달속도및신경시스템활동상태등을측정하고이를계량화하는기술 - ( 현재수준 ) 현재이를정확하게구현하기는어렵지만, 인간의감성시스템관찰로부터얻은 감성또는기분이갖는속성을바탕으로컴퓨팅모델을만들어, 간접적으로감성을측정 - ( 대표사례 ) MIT 미디어랩감성컴퓨팅연구실은웨어러블컴퓨터를이용하여착용자의심장 박동수, 피부반응상태등을감지하여감성신호및패턴을인식하려는노력중 그림 2. 감성인식용웨어러블컴퓨터예시 Blood Volume Pressure(BVP) earing Galvanic Skin Response(GSR) rings and bracelet Galvanic Skin Response(GSR) Shoes 출처 https://affect.media.mit.edu/projectpages/archived/projects/affective_jewelry.html 04
2018 July vol.130 감성컴퓨팅연구동향 ( 얼굴및표정인식기술 ) 얼굴및표정으로부터인식하고내적감성상태를추정하는기술 - ( 특징 ) 안경, 머리모양, 표정등인식환경의가변성을반영한인간의감성인식연구필요 - ( 연구방향 ) 인간의표정과심리상태를연결하는해석체계가필요하며, 이를위해다양한표정자료수집및이러한영상의구성적특징에대한체계적연구가필요 ( 음성에서의감성인식기술 ) 감정변화에따라음성의질, 높이, 강도, 속도, 템포, 억양, 악센트, 어휘사용등이변화하여, 이를분석함으로써감성을인식하는기술 - ( 현재수준 ) 현재화자의발음속도, 피치평균, 피치변화범위, 발음세기, 음질, 피치의변화, 발음법등의파라미터가감성인식에활용 감성추론및표현기술 (OCC 모델 ) 1980년대후반일리노이드대학에서심리학적방법으로감성을연구하는 OCC 모델정립 - ( 개념 ) OCC 모델은 Ortony, Collins, Clore 세연구자의감성평가모델로, 사람이표현가능한모든감성을분석하기보다는비슷한원인에의해결과로생성되는감성군집으로유형화하는연구방법 - ( 원리 ) 이러한감성유형은 3가지요소 ( 사건, 개체, 에이전트 ) 에의해평가하고구분되어지며, 최종 28개감성유형으로분류 ( 감성추론기, Affective Reasoner) 멀티에이전트시스템에서에이전트간상호작용으로발생되는사건에따라감성추론 - 에이전트의감성추론은발생된사건의해석에따라달라지며, 이러한해석은각개인의목표, 예상, 학습등에영향 - 각각자신의관점에따라다른내부모델을가지며, 현재총 24 개의감성형태가있다고알려짐 05
Industry Technology Policy 융합연구정책센터 Weekly TIP 글로벌기업의감성컴퓨팅연구동향 * 출처 KOTRA, 美실리콘밸리, 감성컴퓨팅과인공지능융합기술두각, 2017 04 구글, 브레인프로젝트 ( 개요 ) 안드로이드모바일기반이미지검색시스템을통해감정인지 ( 주요성과 ) 이미지인식알고리즘 구글인셉션 (Google Inception) 을통해의료진단외에도정확한치료를위한최고의솔루션으로주목 - 구글인셉션은컴퓨터비전기술로, 2014 년글로벌이미지인식경진대회에서 GoogleNet( 인셉션 v1) 으로우승 ( 현재 v4 까지발표 ) - 주로의료분야에활용되며, 특히당뇨병성망막증여부를판단하는데의사의진단보다더 정확한진단이가능하다고알려져있음 그림 3. 구글인셉션을활용한당뇨병망막증여부판단예시 건강한환자 당뇨병망막병증환자 + 출혈 (Hemorrhages) 을통해당뇨병성망막증여부를판단가능 출처 BylineNetwork, 알파고가전부가아니다... 구글의인공지능 (AI) 기술 Top 7, 2017.6.9 06
2018 July vol.130 감성컴퓨팅연구동향 IBM, 딥러닝기반감성시스템 (Deep learning-based emotional system) ( 개요 ) 디지털뉴럴네트워크기반사용자음성톤분석으로감정인지 ( 주요성과 ) 핵심기술로인간의뇌구조와비슷한인공신경망 뉴로냅틱칩 (Neurosynaptic) 을통해 6 만개뉴런과 16 억개시냅스처리 - 언어분석서비스 톤 - 애널라이저 (Ton Analyzer) 는고객의텍스트를통해감정을분석하고 커뮤니케이션을향상시켜고객서비스의혁명기대 - 톤 - 애널라이저는트위터, 온라인리뷰, 이메일, 제품후기, 직접작성한내용모두분석이가능하며, 아래와같은결과값으로분노, 희열, 기쁨등의감정을숫자로표현 그림 4. 톤 - 애널라이저분석결과예시 Document-level Emotion Language Style Social Tendencies <.5 = not likely present <.5 = not likely present <.5 = not likely present >.5 = likely present >.5 = likely present >.5 = likely present >.75 = very likely present >.75 = very likely present >.75 = very likely present Anger 0.57 Analytical 0.31 Openness 0.20 Disgust 0.10 Confident 0.00 Conscientiousness 0.63 Fear Joy 0.05 0.51 Tentative 0.70 Extraversion Agreeableness 0.98 0.94 Sadness 0.45 Emotional Range 0.78 출처 https://www.twilio.com/blog/2017/03/introducing-the-ibm-watson-tone-analyzer-add-on.html 마이크로소프트, 바이브 (VIBE)* * The Visualization and Interaction for Business and Entertainment ( 개요 ) SNS, 문자, 게임등의엔터테인먼트시장을주도하기위해감성컴퓨팅전담조직바이브그룹출범 ( 주요연구 ) 인공지능감성응용분야 (AEI: Artificial Emotion Intelligence), 머신러닝, 빅데이터정보시각화 (Information Visualization), 뇌파기반휴먼컴퓨터인터랙션 (Human Computer Interaction) 등 인텔, 리얼센스 (RealSense) ( 개요 ) 인간의움직임을탐지할수있는센서를장착한카메라로, 인간의눈과같은역할을하는초소형패키지 07 ( 주요성과 ) 리얼센스 3D 카메라는적외선을통해사물을입체적으로인식하고미세한움직임까지탐지하여감성인식해석기능강화
Industry Technology Policy 융합연구정책센터 Weekly TIP 시사점 05 감성컴퓨팅은인간의행동을이해하고연구및분석함으로써, 의료분야뿐만아니라광고, 온라인교육, 게임등다양한시장에높은부가가치를창출할것으로전망 최근경제발전, 의료기술발달등에따라인간의감정, 즉정신건강과신체적질병과의연관성에대한관심이증대 - 향후이러한인간의감성을연구하는시도는점차더확대될것으로전망 감성컴퓨팅연구분야는민간한개인정보를다루고있어서, 개인정보유출과해킹에대한보완문제해결이시급 참고자료 > 1. 문애경외 4인, 감성지능형컴퓨팅기술동향, IITA, 정보통신연구진흥원학술정보, 2003 2. 조선비즈, 특이점으로보는영화 그녀... 사만다는왜떠났나, 2014.7.27. 3. BylineNetwork, 알파고가전부가아니다... 구글의인공지능 (AI) 기술 Top 7, 2017.6.9. 4. KOTRA, 美실리콘밸리, 감성컴퓨팅과인공지능융합기술두각, 2017 5. MIT 감성컴퓨팅연구실 (https://affect.media.mit.edu/) 6. https://affect.media.mit.edu/projectpages/archived/projects/affective_jewelry.html 7. https://www.twilio.com/blog/2017/03/introducing-the-ibm-watson-tone-analyzer-add-on.html 08