Modellizzazione emotiva nell'esecuzione assistita di compiti complessi

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emotivo e cognitivo. Ciò richiede che il sistema di assistenza sia in grado di costruire 
un modello dello stato emotivo dell’utente.  
Fino a pochi anni fa tale possibilità sarebbe stata considerata improponibile. 
Recentemente, tuttavia, i progressi della ricerca scientifica sulle emozioni hanno 
fatto intravedere la possibilità di un loro trattamento in ambito computazionale. Parte 
del mondo della ricerca ha quindi ritenuto che i tempi fossero maturi per dare l’avvio 
ad un nuovo ambito di ricerca a cui è stato dato il nome di affective computing. 
Benchè tale disciplina si possa considerare alle prime fasi del suo sviluppo, è ad essa 
che oggi si può fare riferimento nell’affrontare questioni comprendenti quella 
relativa alla modellizzazione emotiva. 
L’obiettivo del lavoro di tesi si colloca nell’ambito citato, e può essere riassunto nei 
seguenti punti: 
 
− individuazione e precisazione di un paradigma con cui caratterizzare l’assistenza 
all’esecuzione dei compiti complessi; 
− studio delle potenzialità offerte dall’introduzione, nel sistema di assistenza 
cons iderato, di un modello dello stato cognitivo-emotivo dell’utente; 
− sviluppo di un prototipo nel quale implementare una parte rappresentativa del 
paradigma di assistenza.  
 
La trattazione di questa tesi comincia con una panoramica in cui si sono raccolti i 
risultati più interessanti sullo studio delle emozioni. La definizione del concetto di 
emozione viene affrontata nel contesto di discipline quali la neurobiologia, la 
psicologia e lo studio computazionale della mente. In questi campi l’indagine tenta di 
fo rnire un quadro il più possibile unitario, nonostante attualmente ci sia ancora molto 
da conoscere, gli approcci e le terminologie stesse siano talvolta non conciliabili e sia 
perciò prematuro sperare in una descrizione pienamente integrata 
Nel capitolo 2 viene affrontato il problema del riconoscimento emotivo basato 
sull’autovalutazione. Si esamina la possibilità di riconsiderare l’uso dei resoconti 
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verbali introspettivi. Le metodologie basate su questo tipo di approccio sono da 
tempo oggetto di critiche e dubbi circa la loro attendibilità nel fornire informazioni 
sugli stati mentali delle persone. Probabilmente però potrebbero rivelarsi utili nel 
riconoscimento degli stati emotivi. 
Il capitolo 3 introduce il concetto di piano, mettendo in evidenza come tale nozione 
abbia nel tempo cambiato fisionomia fino ad essere connotato come stato mentale 
inteso come insieme di credenze e intenzioni rappresentabili mediante operatori della 
logica modale. 
Il capitolo 4 presenta un’introduzione agli agenti, cercando di distinguere tra i diversi 
usi di questo termine in ambito scientifico e applicativo. Una parziale tassonomia 
delle diverse tipologie di agenti crea il contesto in cui collocare una classe specifica, 
gli assistenti intelligenti, sui quali è stata dedicata l’attenzione maggiore. 
La seconda parte della trattazione è relativa alla progettazione e alla realizzazione di 
un prototipo nel quale si sono implementati alcuni degli aspetti generali 
dell’assistenza all’esecuzione di compiti complessi. Nel capitolo 5, in particolare, si è 
proceduto ad una iniziale organizzazione dei concetti e dei requisiti ritenuti essenziali 
per caratterizzare questo tipo di assistenza. In questa parte del lavoro si è 
volutamente evitato di puntare sull’approfondimento formale, ritenendolo prematuro 
e poco utile in un campo nel quale si stanno muovendo i primi passi. L’attività 
speculativa è andata piuttosto nella direzione di una iniziale sistematizzazione 
concettuale, volta a spianare la strada ad una successiva e più rigorosa riesamina di 
tipo formale. 
Il capitolo 6 contiene una descrizione strutturale del prototipo realizzato, del quale 
viene poi presentato un esempio di funzionamento. Lo sviluppo del sistema è stato 
effettuato presso la divisione di Tecnologie Cognitive e della Comunicazione (TCC) 
dell’ITC-IRST di Trento (che ha fornito attrezzature hardware, documentazione e 
risorse software) e i cui ricercatori hanno collaborato attivamente e messo a 
disposizione competenze specifiche su design di interfacce, pianificazione, 
linguaggio naturale. 
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Il prototipo è stato progettato in modo da rendere possibile l’introduzione di moduli 
che possano realizzare funzionalità più avanzate, ma non realizzabili nell’ambito di 
questo lavoro di tesi. Ad esempio, laddove nell’interfaccia principale è attualmente 
previsto l’inserimento guidato, da parte dell’utente, di un numero limitato di 
enunciati ai quali il sistema risponde opportunamente, il passo successivo potrebbe 
essere quello di consentire una limitata capacità di interazione in linguaggio naturale. 
In definitiva, questo lavoro esprime un intento duplice: da un lato, quello di 
contribuire a sistematizzare un insieme di idee relative alla rappresentazione degli 
stati emotivi e cognitivi, e al loro impiego nell’esecuzione di compiti assistita da 
calcolatore; dall’altro, quello di fornire un prototipo nel quale inserire la 
sperimentazione volta a validare le nozioni trattate. 
  
Capitolo 1 
Le emozioni 
 
 
 
 
 
 
1.1 Introduzione 
 
Per lungo tempo lo studio delle emozioni è stato trascurato dal mondo scientifico, 
come si evince anche dalla piuttosto scarsa letteratura in materia, rispetto a quella 
relativa ad altri aspetti della mente. Le cause di tale apparente disinteresse sono 
molteplici. Era opinione diffusa che le emozioni fossero un aspetto secondario e 
meno nobile della vita mentale di un individuo, che invece andava studiata nella sua 
componente razionale. Vi erano poi i risultati della logica formale, che sembravano 
fornire una rigorosa piattaforma fondazionale per la descrizione dei processi mentali 
di tipo razionale, sui quali perciò si era calamitata l’attenzione  degli studiosi. Persino 
la psicologia ha dedicato poco spazio alla trattazione delle emozioni (se escludiamo 
l'ambito clinico); al contrario, lo studio dei processi cognitivi è stato accolto in 
ambito computazionale e ha permesso di sviluppare teorie e modelli successivamente 
riutilizzati dalla psicologia sperimentale. 
Negli ultimi anni però lo studio scientifico delle emozioni ha subito un notevole 
sviluppo che ha prodotto una quantità di conoscenze, provenienti soprattutto dalla 
neurobiologia e dalla psicologia sperimentale, ed un crescente interesse anche nel 
dominio dell’informatica. 
CAPITOLO 1  LE EMOZIONI 
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Paradossalmente, proprio l'emotività, considerata uno scomodo retaggio evolutivo e 
un'inutile interferenza nei processi intelligenti, ha iniziato ad essere considerata come  
una importante componente dell'intelligenza stessa.  
 
1.2 Caratterizzazione delle emozioni 
«A quanto pare, tutti sanno che cos'è un'emozione fino a quando non si prova a 
definirla» [D'Urso e Trentin, 1988, p.168]. «Diciamo che, nella migliore delle 
ipotesi, ciascuno sa cosa è per lui una certa emozione ma non è detto che un'altra 
persona intenda esattamente la stessa cosa anche se usa la stessa parola...» [D'Urso e 
Trentin, 1998, p.5]. 
Le emozioni sono un fenomeno complesso, un processo che coinvolge tutto 
l'organismo. La conoscenza sulla materia è ancora parziale e frammentarie, e sono 
diverse le questioni ancora aperte [Lazarus 1991]. Tuttavia, i recenti progressi nella 
comprensione dei sistemi emotivi hanno fornito un po' più di chiarezza su che cosa 
intendere con questo termine. Dopo essere state da sempre trascurate dal mondo 
scientifico (che ha posto maggiore attenzione ai processi mentali cognitivi, a 
discapito di quelli emotivi), le emozioni sono state oggetto di studio in psicologia e, 
più recentemente, sia dal punto di vista neurobiologico che computazionale. 
Nonostante le conoscenze provenienti dai diversi approcci si vadano incastrando in 
modo sempre più efficace, esistono ancora importanti differenze concettuali e 
metodologiche, tali da non aver reso ancora possibile l'elaborazione di una teoria 
unificata delle emozioni. 
Le teorie elaborate per spiegare le emozioni possono dunque essere raggruppate su 
tre diversi piani di indagine: quello relativo allo studio del cervello, quello 
psicologico e quello computazionale. Come per lo studio degli altri aspetti della 
mente, queste diverse discipline non si integrano ancora in modo soddisfacente. 
Inoltre, in ognuno di tali ambiti esistono teorie basate su divergenti insiemi di ipotesi. 
CAPITOLO 1  LE EMOZIONI 
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Di seguito, si riportano alcuni dei differenti risultati a cui i diversi approcci hanno 
portato. 
Il senso comune ci spinge ad affermare che le emozioni sono prima di tutto 
esperienze. Molti sono d'accordo anzi nel ritenerle le esperienze più importanti di un 
individuo, quelle che danno valore e sapore all'esistenza. Ma molti indizi hanno 
portato a ritenere che l'emozione e l'esperienza emotiva siano distinte. L'esperienza di 
un'emozione non sarebbe altro che l'accesso cosciente ad un processo che si sviluppa 
senza l'intervento della coscienza.  
Secondo alcuni studiosi, le emozioni sono processi di tipo cognitivo (o comunque tali 
che la cognizione svolga un ruolo centrale). L'emozione consisterebbe in un processo 
in cui, alla percezione di un certo insieme di stimoli, seguirebbe una valutazione 
cognitiva che consentirebbe all'individuo di etichettarli e di individuare un 
determinato stato emotivo. A questo punto, seguirebbe la risposta emotiva, sia di tipo 
fisiologico che comportamentale e espressivo. La sequenza è illustrata nello schema 
seguente e nel successivo esempio: 
 
Dinamica di un generico processo emotivo. 
  
percezione 
scelta 
dell’emozione  
scelta  della  
risposta  
CAPITOLO 1  LE EMOZIONI 
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Esempio di processo emotivo. 
 
 
Questo è quanto affermato nelle teorie valutative, nelle quali la valutazione cognitiva 
(o appraisal) è la vera causa delle emozioni [D'Urso e Trentin 1998, p.85.] 
Diversamente, le teorie interpretative affermano la presenza, in ogni emozione, di 
una generica eccitazione emotiva (o arousal) e di un sistema di interpretazione 
cognitiva, corrispondente alla valutazione cognitiva delle teorie valutative [D'Urso e 
Trentin 1998, p.85]. Tale sistema, a seconda del contesto, etichetta in modo 
differente le stesse sensazioni. In questo caso, dunque, l'esperienza emotiva è la 
stessa e precede la cognizione. Inoltre, l'identificazione dell'emozione avviene 
soltanto in un secondo tempo. 
Attualmente, non c'è accordo su quali e quante siano le emozioni, se esse siano 
sistemi discreti, autonomi oppure se vi sia una variazione continua da un'emozione 
all'altra, o ancora se l'etichettamento di un'emozione sia un'operazione 
stimoli esterni 
gioia  paura  rabbia  invidia  
scappare  fuggire  bloccarsi 
CAPITOLO 1  LE EMOZIONI 
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sostanzialmente soggettiva e opinabile [D'Urso e Trentin 1988, p.49]. Alcune 
ricerche sembrano aver confermato l'esistenza di un certo numero di sistemi distinti, 
almeno per alcune emozioni fondamentali, ma sul significato di quest'ultimo termine 
i pareri divergono. Le emozioni fondamentali sarebbero quelle universalmente 
espresse ed identificate, indipendentemente dal contesto individuale e culturale, in 
contrapposizione con le emozioni complesse. Damasio [Damasio 1994][Lucioni 
2002][Uccelli 1998] parla di emozioni primarie ed emozioni secondarie. Altri autori 
parlano di emozioni pure e miste [Picard 1997, p.171], lasciando sottintendere che le 
emozioni possono in qualche modo comporsi o addizionarsi. Tuttavia, sembra che a 
volte le diverse accezioni di emozione complessa si mescolino anche in una stessa 
trattazione, per cui non è sempre chiaro se queste coincidano con i sentimenti, sono 
quelle che seguono l'esperienza cosciente, o quelle in cui intervengono le valutazioni 
cognitive, quelle in cui è presente un modello del sé, o ancora quelle date dalla 
sovrapposizione o contemporaneità di emozioni più semplici.  
Un certo accordo c'è nell'esclusione dalla categoria delle emozioni di concetti quali le 
sensazioni , l'umore , lo stato d'animo . I segnali edonici (dolore e piacere) non sono 
emozioni ma segnali [D'Urso e Trentin 1988, p.43], tutti sono d'accordo nel ritenerli 
componenti indispensabili delle emozioni, ma non si conosce ancora perché, né in 
che modo si inseriscano nell'ambito dei processi emotivi. 
Per una panoramica più esauriente sulle teorie delle emozioni, si rimanda a [D'Urso e 
Trentin 1988], [D'Urso e Trentin 1998], [Picard 1997], [LeDoux 1996]. 
Nonostante le attuali conoscenze sulle emozioni siano ancora parziali e confuse, si 
può ugualmente organizzare le informazioni disponibili e tentare di delineare un 
quadro coerente, sebbene approssimato, in modo da fornire una base giustificativa al 
sistema realizzato. Come verrà descritto più avanti, uno dei moduli più importanti del 
programma sviluppato è quello relativo alla modellizzazione dello stato emotivo 
dell'utente; per tale motivo, è essenziale avere la sensazione che le scelte effettuate 
per la rappresentazione dello stato emotivo siano fondate su un insieme di elementi 
teorici assestati e mutuamente non contraddittori. Di seguito, si riporta il risultato di 
tali scelte, volte a fornire un'immagine chiara e al tempo stesso scientificamente 
CAPITOLO 1  LE EMOZIONI 
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plausibile, tale da costituire il riferimento della realizzazione sperimentale del 
presente lavoro. 
Innanzitutto, il concetto di emozione non è unitario (come probabilmente non lo è 
quello di mente) ma viene riferito ad una collezione di processi e di sistemi 
abbastanza specifici [LeDoux 1996, p.108], [Picard 1997, p.139]. Le emozioni 
possono essere definite come un insieme di processi specializzati per la risoluzione 
di problemi. Ma per caratterizzarle in modo più preciso, è necessario distinguerle in 
tre diversi tipi:  
1. emozioni fondamentali  
2. emozioni cognitive  
3. emozioni esperenziali  
Le emozioni fondamentali (o emozioni elementari) sono processi di tipo reattivo, 
specializzati dall'evoluzione e aventi ben definiti correlati neuroanatomici . Con 
questo termine identifichiamo le emozioni primarie , le emozioni semplici 
(contrapposte a quelle comp lesse), le emozioni non cognitive (rispetto a quelle 
cognitive), le emozioni pure (rispetto a quelle miste). Ognuno dei sistemi associati a 
tali processi ha la funzione di risolvere una ristretta classe di problemi. Ad esempio, 
la paura primordiale, quella che ci fa scattare non appena sentiamo un rumore 
improvviso, permette di reagire alle situazioni di pericolo, e fornisce istantaneamente 
le risorse per affrontarle. Per questo motivo, tali sistemi emotivi sono già presenti in 
molti animali inferiori e sono perciò quelle più antiche dal punto di vista evolutivo.  
Le emozioni fondamentali sono state inizialmente proposte a partire dallo studio 
delle espressioni emotive (ad esempio, le espressioni facciali, o il lessico emotivo) e 
dell'invarianza di queste rispetto ai diversi individui e alle differenti culture. Le 
diverse liste di emozioni proposte in tali studi presentano variazioni più o meno 
grandi, ma pressoché tutte contengono: paura, gioia, tristezza, rabbia, disgusto. 
Queste si presentano dunque come le candidate più verosimili al ruolo di emozioni 
fondamentali. La tabella seguente affianca ognuna di tali emozioni alle situazioni 
tipiche a cui fanno riferimento, permettendo di attivare le reazioni di risposta: