The Happy System - A system that inferences human emotions and improves behavior: two study cases.

Abstract

Os aparelhos e dispositivos de uso diário estão cada vez mais inteligentes e interligados. De facto, a internet das coisas (IoT) é usada cada vez mais para apoiar novos tipos de sistemas ciber-físicos (CPS). A IoT e os CPSs são conceitos que estão intimamente relacionados e que incorporam objetos físicos e funcionais com a inteligência, permitindo assim que eles detetem e controlem estes objetos dentro da sua rede, possibilitando a recolha e troca de informação. Disto, surgem oportunidades para uma integração mais direta entre o mundo físico e os sistemas baseados em computadores, resultando numa maior eficiência, precisão e benefícios sociais. Os CPSs, normalmente, são aplicações não centradas no ser humano. Em vez disso, os CPSs consideram o ser humano como um elemento externo do sistema. Para melhor servir as necessidades do ser humano, os CPS no futuro terão de reforçar a sua ligação com o elemento humano. Estes dispositivos interligados e inteligentes usam vários sensores que podem ser usados para monitorizar e avaliar vários parâmetros humanos, estados emocionais, como emoções, e a sua atividade física, melhorando, assim, a qualidade de vida dos seres humanos. Os seres humanos tornam-se, assim, parte integrante dos CPSs e entramos agora no reino do Human-in-the-loop Cyber- Physical Systems (HiLCPS), ou seja, sistemas físicos cibernéticos que têm em consideração a interação humana. Neste estudo, destacamos os telemóveis, uma vez que a deteção de emoções nos sistemas ciber-físicos foi amadurecendo com estes dispositivos. Na verdade, os telemóveis são cada vez mais usados como assistentes pessoais, ajudado o ser humano a ser mais eficaz nas tarefas do dia-a-dia. Usados em todo o mundo, eles são capazes de processar grandes quantidades de dados fazendo com que o telemóvel seja um dispositivo com as características-chave necessárias para a criação de uma plataforma poderosa, sensível ao contexto de sistemas pessoais. Como tal, os telemóveis podem ser usados para desenvolver sistemas ou aplicações capazes de detetar emoções humanas, podendo ter assim um tremendo impacto social positivo. Estes dispositivos representam um recurso computacional versátil, com uma grande capacidade de deteção e inferência. Estão amplamente presentes em países em desenvolvimento onde a pobreza é mais elevada e, para alem disto, mesmo o telemóvel mais barato tem vários sensores importantes, tais como o microfone e o acelerômetro. O objetivo desta tese foi implementar e estudar sistemas inovadores de HiLCPSs. Esta é uma área muito recente e há várias questões e investigações importantes a serem avaliadas. Tanto quanto sabemos, esta é uma das primeiras tentativas de implementar dois sistemas human-in-the-loop com base na Internet das Coisas, usando algoritmos de machine learning, processamento de sinal, bem como um sistema inovador de beacons. Consequentemente, este trabalho resultou em quatro publicações em conferências internacionais - um deles, onde o Ashley Figueira é o primeiro autor, a submissão ao Foro Cyted, três propostas de projetos internacionais e uma participação na Euorpean Social Innovation Competition 2016, atualmente um dos 30 semifinalistas em 1095 participantes. As aplicações desenvolvidas durante este projeto foram o WeDoCare e o HappySpeak. Ambas as implementações, centradas no conceito de Human-in-the-Loop, tentam ajudar a resolver problemas em cenários do mundo real e ajudar os seres humanos a melhorar o seu estado de espírito e bem-estar. Estas duas aplicações são baseadas numa arquitetura desenvolvida pelo Eng. David Nunes. Este sistema foi utilizado para desenvolver outras aplicações, nomeadamente, o HappyHour e o HappyWalk. Escolhemos dar o nome de The Happy System a este sistema. Este sistema tenta produzir uma mudança no comportamento do utilizador, a fim de melhorar o seu estado emocional. Isto é feito através da recolha de dados de vários sensores, processamento e inferência de emoções através de algoritmos de machine-learning, em seguida, dependendo da emoção inferida, o sistema dá sugestões ao seu utilizador. O HappySpeak e o WeDoCare são ambos dois casos de teste do The Happy System. O HappySPEAK é uma aplicação que visa detetar se o utilizador se sente isolado e dar sugestões que podem ajudá-lo a superar esse problema. Embora a aplicação possa ser usada por qualquer utilizador, os imigrantes são os candidatos perfeitos. Isto porque, em geral, os imigrantes viajam sozinhos para um país que não conhecem e geralmente sem ninguém - tornando-os mais suscetíveis ao isolamento social. O WeDoCare, por outro lado, visa detetar, de uma forma automática, ataques violentos contra os seus utilizadores através de um detetor de gritos, utilizando os sensores do telemóvel, mais em concreto o microfone. A aplicação tira proveito desse mecanismo para ajudar as pessoas, alertando os cidadãos que estão nas redondezas de que alguém está em perigo, dando aos usuários a oportunidade de colaborar e ajudar. Ambas as soluções estão integradas nos conceitos de computação afetiva e internet das coisas.