Özet. Günümüzde robot ve oyun teknolojilerindeki geliú melerin yanı sıra, arttırılmıú gerçeklik teknolojisinin yaygınlaú masının bir sonucu olarak anime karakterler geliú tirilmekte, dokunulabilir ekranlar vasıtasıyla kullanıcı etkileú imi sa÷ lanabilmektedir. Bu teknolojilerde kullanılan duygu ve davranıú modelleme konusu hala çözülememiú bir sorundur ve mevcut çözümler mekanik düzeyde kalmaktadır. Bu çalıú mada oyun karakterlerinin kiú isel özelliklerinin, oyunun anlık durumunun ve di÷ er çevresel etmenlere iliú kin parametrelerin göz önünde bulundurulmasıyla oyun karakteri için duygu ve eylem önerebilecek bir sistem önerilmiú tir. Duygu ve eylemlerin parametrik olarak üretilmebilmesi, karakterin o duyguyu emir olarak alması yerine, içinde bulundu÷ u duruma ba÷ lı olarak kendisinin üretmesi ve bu duyguya karú ılık gelecek eylemi kendisinin seçmesi ile mümkün hale gelir. Duygusal yetenek, oyun senaryolarını da etkileyecek bir faktördür. Oyun karakterlerinin senaryoda yazıldı÷ ı kadarıyla sınırlı olan duygu ve davranıú ları, senaryodan ba÷ ımsız hale getirilerek esneklik sa÷ lanabilecektir. Oyun karakterlerimne duygusal nitelik kazandırılmasını sa÷ lamak amacıyla, önceden belirlenmiú etki - tepki ve senaryo ba÷ ımlı akıú lar yerine, algılama üretme - analiz ve de÷ erlendirme - sonuç adımlarından oluú an bir akıú tasarlanmıú tır. Önerilen sistem ontoloji altyapısında hiyerarú ik olarak duygu modelini saklamaktadır. Gerçek dünyadan sensörler yardımıyla alınan verilerin iú lenmesiyle elde edilen etmenler bu altyapı üzerinde sorgulanmaktadır. Anahtar Kelimeler: Robotik, duygu analizi, ontoloji.
Robotik ve oyun teknolojilerinde, robotların ve oyun karakterlerinin duygu ve
hareketlerinin yönetilebilmesi için sınırlı sayıda etmen göz önünde bulundurularak bu
etmenlerin gerçekleú mesi durumunda oluú acak duygu ve duyguya ba÷ lı eylemler
belirlenmektedir. Etmenlerin sayılarının kısıtlı olması, oluú acak duygu ve eylemin
belirlenmesinde tüm parametrelerin göz önünde bulundurulmaması, karakterin duygu
ve eylemlerinin kısıtlı olmasına neden oldu÷ u için yapay sinir a÷ ları ve bulanık mantık
teknikleriyle insan ö÷ renmesinin bir noktaya kadar taklit edilmesi sa÷ lanmaktadır.
Oyun teknolojileri alanında karakterlerin insan taklidi yetene÷ inin artırılması ve
sadece mekanik anlamda de÷ il, duygusal anlamda da tepkiler üretilebilmesi, oyunlara
daha esnek senaryolar yazılabilmesinin yolunu açacak önemli bir faktördür. Sunulan
çalıú mada, oyun karakterlerinin kiú isel özellikleri, senaryoya iliú kin özel durumlar,
oyunun o anki durumu gibi parametreler baz alınarak duygu analizi yapabilecek; tespit
edilen duygular neticesinde hangi eylemlerin yapılabilece÷ ine karar verecek bir
ontoloji ve sistem önerilmiú tir.
ø nsan, duygularını kullanma yoluyla sosyal etkileú im sa÷ ladı÷ ı ve di÷ er insanların
duygularını algılama yetene÷ ine sahip olması nedeniyle, duygusal olarak
nitelendirilebilecek bir canlıdır. Sosyal nitelikli ve humanistik bilgi sistemleri
geliú tirilirken duygular mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır. Bilgi sistemleri
kapsamında kullanılan biliú sel hesaplamalar, kullanıcıların duygularını algılayarak bu
duygulara uygun cevaplar verebilme üzerine çalıú maktadır [
Bilgisayar Yoluyla Duygu Analizi
ø nsanların do÷ al yollardan gerçekleú tirebildi÷ i insan duygularını anlama yetene÷ inin
bilgisayarlara kazandırılması, gün geçtikçe daha fazla ilgi gören bir alandır (affective
computing – duygusal hesaplama, cognitive infocommunications) [
Duygu analizi konusunda günümüze dek yapılan çalıú malar, insan görüntülerinin bir video kamerasıyla alınıp görüntü iú leme teknolojisiyle analiz edilmesini içermektedir. Bu analizler kapsamında, insan vücudunun kısmi analizi, insan vücudunun bütün analizi, el kol hareketlerinin analizi, jest ve mimik analizi, iskelet yapısı analizi, yüz belirleme ve duygu okuma iú lemleri gerçekleú tirilmektedir.
Bu analizleri gerçekleú tiren algoritmalar temel olarak mimik ve jestlerin analiz edilmesi ve sınıflandırılması aú amalarını içermektedir. Analiz ve sınıflandırma aú amalarında kullanılan teknikler; görüntü iú leme tekniklerini uygulayan algoritmalar ve birkaç farklı bileú eni bir arada de÷ erlendirerek sonuç üreten yöntemlerdir. Bu bileú enler; insan yüzü ifadeleri (facial expressions), vücut hareketleri, baú hareketleridir. Robotik ve oyun teknolojilerinde ihtiyaç duyulan yöntemler ise bir olayın (girdi) insanda hangi duyguyu oluú turaca÷ ı, bu duygunun insan bedeninde nasıl bir tepkiye neden olaca÷ ının belirlenmesidir. Günümüze dek insan hareket ve davranıú analizi ile duyguların belirlenmesine yönelik olarak yapılan çalıú malar, görüntü iú leme tekniklerinin geliú mesi ve arttırılmıú gerçeklik teknolojisi sayesinde robotların insan taklidi yeteneklerinin geliú mesine olanak sa÷ lanmasına dayanarak olaydan duygu belirlenmesi ve duyguya yönelik davranıú ve hareket üretilmesi konusunda çalıú malar yapılması gereksinimini do÷ urmuú tur. 1.2
ø nsan Duygu Durumu ve Veri Edinimi
Kiú ilerin duygu durumlarında, kalp ritimlerinde ve davranıú larında de÷ iú ime neden olacak etmenler, dıú dünya kapsamındaki çevre ve di÷ er insanlarla olan etkileú imlerinden kaynaklanır. Bu de÷ iú imlerin belirlenebilmesi için öncelikle dıú etmenin ne oldu÷ unun belirlenmesi ve analiz edilmesi gereklidir. Dıú dünyada gerçekleú en olayların algılanması için, görsel veriler bir video kamera aracılı÷ ıyla, iú itsel veriler ses dinleme yoluyla, yazı verileri bir foto÷ raf kamerası aracılı÷ ıyla saklanır. Elde edilen veriler üzerinde görüntü iú leme, ses tanıma, yüz tanıma, kiú i tanıma gibi teknikler uygulanarak veri analizi gerçekleú tirilir. 1.3
Ontoloji kavramı için günümüze kadar birçok farklı tanım yapılmıú tır. 1998 yılında
Studer, daha önce yapılmıú olan ontoloji tanımlarını bir araya getirmiú ve “farklı
alanlara iliú kin olabilecek özellikler gruplarının açıkça ortaya konulmuú ortak biçimsel
bir spesifikasyonu” ú eklinde bir tanım oluú turmuú tur [
Biçimsel: Gerçek dünyanın soyut bir modeline karú ılık gelir.
Açık spesifikasyon: Sistemler tarafından okunabilir ve anlaú ılabilir.
Ortak: Fikir birli÷ ine karú ılık gelir.
Spesifikasyon: Özellikler ve kavramlara karú ılık gelir.
Ontoloji oluú turmanın ilk adımı kavram geliú tirmedir. Belirli kavramlara yönelik
olarak geliú tirilmiú ve literatürde iz bırakmıú bazı ontolojiler mevcuttur. Mathieu
tarafından kelime analizi alanında geliú tirilmiú ontoloji ile his ve duygular üzerine bir
semantik sözlük oluú turulmuú tır [
Sunulan çalıú mada, robotların belirli etmenlere karú ılık olarak üretebilecekleri duygu ve gerçekleú tirecekleri eylemleri modelleyen bir ontoloji geliú tirilmiú tir. Ontoloji Action (Eylem), CogniteAppraisal (Biliú sel Algı), Emotion (Duygu), Person (Kiú i), Stimulus (Etken) olmak üzere beú temel sınıftan oluú maktadır. Oyun içerisinde oyun karakterinin hangi seviyede oldu÷ u ve ne kadar enerjisi oldu÷ u parametrelerinin de göz önünde bulundurulabilmesi için MinHealty (Minimum Sa÷ lık) ve MinLevel (Minimum Seviye) veri özellikleri oluú turulmuú tur. Bu özellikler, ontoloji kapsamında tanımlanan her eyleme atanır. Oyun içerisinde gerçekleú tirilen aktivitelerin hangi duyguları oluú turaca÷ ı ve bu duygular neticesinde hangi eylemlerin yapılabilece÷ i sorularının cevaplanabilmesi için Reason (Neden) ve Result (Sonuç) isimli nesne özellikleri oluú turulmuú tur. Bu özellikler, ontoloji kapsamında tanımlanan her duyguya atanır.
Önerilen sistem, olayın ve durumun sensörler yardımıyla alındı÷ ı, analiz edilerek yorumlandı÷ ı ve belirlendi÷ i, belirlenen olay ve durum içerisindeki insan ve nesne gibi detayların görüntü iú leme yöntemleri ile belirlendi÷ i, elde edilen verilerin sentez edilerek anlamlandırıldı÷ ı, ontoloji altyapısını kullanan bir birim ile karara ba÷ landı÷ ı farklı katmanlardan oluú maktadır. Bu çalıú ma kapsamında sadece ontolojiyi içeren katman ele alınmıú , di÷ er katmanlar hakkında sadece genel bilgi verilmiú tir.
Uluslararası çapta kullanılabilirli÷ inin ve geliú tirilebilirli÷ inin desteklenmesi için ontoloji ø ngilizce dilinde tasarlanmıú tır. Ulusal çapta yaygınlı÷ ın sa÷ lanabilmesi amacıyla eú zamanlı olarak Türkçe tasarım da yapılmıú tır.
Sunulan çalıú ma ile oyun teknolojileri alanında senaryo geliú tirme ve çalıú tırma aú amalarında ontolojilerin etkin bir ú ekilde kullanılabilmesinin temelinin atılması, senaryolara esneklik kazandırılması, aynı tema üzerinde çalıú an tüm oyun geliú tiricilerin gereksinimlerini karú ılayabilecek ortak bir ontoloji altyapısının oluú turulması hedeflenmektedir.
Action sınıfı, bir duygu neticesinde gerçekleú tirilebilecek eylemleri temsil etmektedir. Kendi içerisinde Facial (Mimik), Physical (Fiziksel), Static (Statik) olmak üzere üç alt sınıfa sahiptir. Facial sınıfı, sadece yüz ifadesi ile yapılabilecek aktiviteleri; Physical sınıfı, fiziksel olarak hareket gerektiren aktiviteleri; Static sınıfı, hareketsiz bir ú ekilde gerçekleú tirilecek aktiviteleri temsil etmektedir. Eylemler ana sınıfının fiziksel eylemler alt sınıfı için tanımlanan bireysel elemanlar Attack, Escape, Map, Repeat, Retain, Run ve Vomit eylemleridir. Eylemler ana sınıfının yüz ifadeleri alt sınıfı için tanımlanan bireysel elemanlar FacialAnger, FacialHappy ve FacialSad eylemleridir. Eylemler ana sınıfının statik eylemler alt sınıfı için tanımlanan bireysel elemanlar Cry, Groom ve Stop eylemleridir. Tablo 1’de duygu ve eylem eú leú tirmelerine iliú kin örnek de÷ erler gösterilmiú tir.
Tablo 1. Örnek Duygu – Eylem Elemanları Duygu E÷ lenme Korku Üzüntü
Eylem Tekrarlama Kaçma Durma
A÷ lama
Her bir aktiviteye minHealty ve MinLevel özellikleri atanarak yapılacak eylem seçiminde karakterin o anki enerji ve sa÷ lık seviyesinin seçim sırasında göz önünde bulundurulması sa÷ lanır.
Bir olay karú ısında robotta ilk olarak oluú acak algının belirlenmesi için olası
seçenekleri sunan sınıftır. Bu sınıfa iliú kin bireysel elemanlar Abandonment, Danger,
Enemy, Examine, Friend, Poison, Possess ve WhatIsIt durumlarıdır. Bu sınıfa iliú kin
bireysel elemanlar Plutchik’in biliú sel de÷ erlendirme kriterleri baz alınarak oluú
turulmuú tur [
Ontoloji içerisindeki en kapsamlı sınıftır. Bu sınıfın modellenmesi sırasında Plutchik’in duygu modeli kullanılmıú tır. Bu duygu modeline göre altı temel duygu alt sınıfı oluú turulmuú ve her bir alt sınıf kendi içerisinde yine alt sınıflara ayrılmıú tır. Bu sınıflar için oluú turulan her bireysel elemana Reason ve Result özellikleri atanarak eylemler ve etkenler ile duygular arasında iliú ki kurulması sa÷ lanır.
ù ekil 1. Plutchik Duygu Modeli ù ekil 2. Ontoloji Genel Görünümü
Oyun karakterine iliú kin bilgilerin tutulması görevini üstlenen sınıftır. Bu sınıf içerisinde robota iliú kin yaú , kiú ilik özellikleri, özel durumları, cinsiyeti gibi bilgiler tutulmaktadır.
Duygu ve eylemlere neden olan etkenleri tutan sınıftır. Bu sınıf için sekiz farklı bireysel eleman oluú turulmuú ve tanımlanmıú tır. Tablo 2’de duygu ve etmen eú leú tirmelerine iliú kin örnek de÷ erler gösterilmiú tir.
Tablo 2. Örnek Duygu – Etmen Elemanları Duygu Korku Üzüntü
Etmen Tehdit Kayıp
Beklenmedik Durum
Farklı senaryolar ve kullanım alanları için her bir sınıf yeni alt sınıflarla beslenebilir ya da ontolojiye birçok yeni bireysel eleman eklenebilir. Duygu ve eylemlerin belirlenmesi için kullanılacak yeni parametrelerin oluú ması durumunda ontolojiye yeni sınıflar eklenebilir. ù ekil 2’de oluú turulan ontoloji görülmektedir.
Duygu iú leme sürecinde, ortamdan sensörler yardımıyla alınan veriler iú lenerek veri analizi iú lemi gerçekleú tirilir ve etmenin belirlenmesine çalıú ılır. Etmenin belirlenmesinin ardından ontoloji yardımıyla bir duygu ve eylem havuzu oluú turulur. Karar merkezinde, oyun ve karaktere iliú kin özel parametre de÷ erleri de göz önünde bulundurularak en iyi ve gerçe÷ e en yakın duygu ve eylemin bulunması sa÷ lanmıú tır. ù ekil 3’te bu süreç gösterilmiú tir.
ù ekil 3. Duygu øú leme Süreci
Sistemin 4 temel bileú eni; gerçek dünya olayı, etken, biliú sel de÷ erlendirme ve duygu / eylem sonuçları olarak özetlenebilir. Bu bileú enler arasındaki iliú kiler ú ekil 4’te gösterilmiú tir. ù ekil 4. Sistemin Dört Temel Bileú eni 3
Oluú turulan ontolojinin do÷ rulanması aú amasında, gerçek dünyadan sensörler ile alınan verilerin iú lenmesiyle ortamda bir tehdit algılandı÷ ı durum göz önünde bulundurulmuú tur. Tehdit etmeninin söz konusu oldu÷ u durumda oluú abilecek duygular ontolojide Fear ve Horror olarak tanımlanmıú tır. Fear ve Horror duygularına Reason ve Result özellikleri için sırasıyla (Threat, Escape) ve (Threat, Attack) de÷ erleri atanmıú tır. Tehdit karú ısında oluú acak duyguların ve gerçekleú tirilebilecek eylemlerin sorgulanması için aú a÷ ıdaki sorgu oluú turulmuú ve sorgu sonucunda Fear / Horror duyguları elde edilmiú tir.
ù ekil 3. Tehdit Sonucunda Oluú an Duyguların Sorgulanması
Fear duygusunun sonucunda oluú acak eylem Escape, Horror duygusu sonucunda oluú acak eylem ise Attack olarak ontolojide tanımlanmıú tır. Bu iki eylem arasında seçim yapılabilmesi için ilave parametrelere gereksinim vardır. Örnek olarak oyunda o an bulunulan seviye kullanılabilir. Oyunda ikinci seviyede oldu÷ u düú ünülürse, sonuç havuzundaki eylemler listesinden sadece bu seviyeye uygun olan eylemler gerçekleú tirilebilecektir. Ontolojide oyun seviyesi özelli÷ i Attack eylemi için 1, Escape eylemi için 2 olarak atanmıú tır. Ikinci seviye için bir sorgulama yapılacak olursa, sonuç olarak Escape eylemi elde edilir. Bu eylem ile neticelenecek olan duygu da Fear duygusudur. 4
Ortamdaki etmenin ve oyun seviyesi parametresinin göz önünde bulundurulmasıyla oyun karakteri için o an uygun olan duygu ve eylemin seçilmesi sa÷ lanmıú tır. Oyun senaryosu gibi esnek ve yüksek derecede parametrik olan durumlar söz konusu oldu÷ unda mantıksal akıú lar ile uygun seçenek havuzlarının üretilebilmesi ve sonuçların belirlenebilmesi güç bir iú lemdir. Oyun teknolojilerinde girdiler (etmenler) çok geniú bir havuzdan seçilmektedir. Ayrıca seçilen karakterin özellikleri çok de÷ iú ken olabilmektedir; oyunun o anki durumu yapılacak eylemi etkileyebilmektedir. Tüm bu parametrelerin iliú kisel veritabanında saklanması oldukça güçtür. Oyun karakterinin anlık olarak de÷ iú ebilecek durumları, oyunun anlık durumu, birbiriyle hiyerarú ik anlamda iliú kide olan veriler, iliú kisel veritabanlarının bu gereksinimi karú ılayamamasına neden olmaktadır. Senaryo ve anlık verilerin hiyerarú ik olarak ontoloji yapısında tutulması ile esnek yapıda sorgulamalar oluú turulabilir ve sonuçlar daha gerçe÷ e yakın üretilebilir. 4.1
Çıkarımlar
Bu çalıú mada, belirli etmenlere karú ı oluú abilecek duyguların ve bu duygu neticesinde gerçekleú tirilecek eylemin belirlenmesi, seçenek havuzlarından en gerçe÷ e yakın sonucun üretilebilmesi için anlık ve de÷ iú ken parametrelerin de÷ erlendirilmesini sa÷ layan bir ontoloji veritabanı ve sistem geliú tirilmiú tir.
Duygusal tepkilerinin, gerçek dünyadan sensörler yardımıyla alınan verilerin yorumlanmasıyla üretebilmesi, oyun teknolojilerinde senaryoya olan ba÷ ımlılı÷ ı azaltarak, karakterlerin anlık olarak de÷ iú ken durumlara göre farklı duygular üretebilmesini sa÷ layacaktır. Bir duygu durumunda yapılabilecek eylemler havuzu arasından, o anki duruma uygun parametrelere göre seçim yapılabilmesi, senaryolara esneklik kazandıracaktır.
Oyun senaryoları kapsamında yapılacak her eylem ve sahip olunabilecek birçok duygu bulunmaktadır. Insan duygu havuzunun geniú li÷ i göz önünde bulunduruldu÷ unda, ontolojinin tamamlanması için detaylı bir çalıú ma yapılması gerekti÷ i açık olarak görülmektedir.