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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-59687
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2012/5968/


Emotionale Agenten : Darstellung der emotionstheoretischen Grundlagen und Entwicklung eines Referenzmodells auf Basis einer petrinetz-basierten Modellierungstechnik

Fix, Julia

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Agenten , Emotionstheorien , Petrinetze , Sozionik , Modellierung
Freie Schlagwörter (Englisch): Agents , emotional theories , Petrinets , Socionics , Modelling
Basisklassifikation: 54.72
Institut: Informatik
DDC-Sachgruppe: Informatik
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Moldt, Daniel (Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 06.08.2012
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 11.12.2012
Kurzfassung auf Deutsch: Seit einigen Jahrzehnten stellt die Entwicklung von Emotionalen Agenten ein aktives und ständig wachsendes Forschungsgebiet der Informatik dar. Trotz (oder gerade wegen) dieses kontinuierlichen Wachstums ist das Forschungsfeld zurzeit sehr fragmentiert: es gibt zahlreiche Emotionstheorien, -konzepte und -modelle, ohne dass die Integration der emotionstheoretischen Grundlagen für Agenten- oder Multiagentensysteme bisher erfolgt ist. Hinsichtlich ihrer grundlegenden Annahmen, ihrer Terminologie, ihrer Gültigkeits- grenzen, ihres Erklärungspotenzials und ihrer empirischen Überprüfung divergieren die informatischen Emotionsmodelle daher sehr stark. Die intuitive Vorgehensweise und die mangelnde theoretische Fundierung vieler Modellierungsansätze ist vor allem auf fehlende Grundlagenforschung und mangelnde theoretische Verankerung der Emotionsproblema- tik in der Informatik zurückzuführen. In diesem Zusammenhang ist eine Konsolidierung wünschenswert, für die in dieser Arbeit eine erste Grundlage geschaffen werden soll.
Die allgemeine Zielsetzung der vorliegenden Arbeit besteht in der Aufbereitung theoreti- scher Grundlagen für Emotionsmodellierung in der Informatik durch die Untersuchung und modellhafte Umsetzung von psychologischen, soziologischen und neurowissenschaftlichen Theorien zu Emotion mit einer informatischen Darstellungstechnik. Als Grundlage der Modellierung dient der höhere Petrinetzformalismus der Referenznetze in Verbindung mit dem sozionischen Modellierungsansatz. Für die Auswertung von existierenden Emotionstheo- rien im Hinblick auf ihre Verwendbarkeit als Lösungsangebot für spezifische informatische Fragestellungen bzw. Anwendungen werden Theorien, Definitionen und Konzepte struk- turiert zusammengestellt und in einen Bezug zu entsprechenden Anwendungsgebieten für Emotionen in der Informatik gesetzt.
Diverse Probleme der Emotionsmodellierung, insbesondere die zunehmende Forschungs- fragmentierung, sind auf das Fehlen einer gemeinsamen Beschreibungssprache für emotionale Prozesse / Architekturen zurückzuführen. In dieser Arbeit wird ein Vorschlag für ein Re- ferenzmodell für Emotionsmodellierung unterbreitet, das für die Analyse, Klassifizierung und den Vergleich verschiedener emotionaler Systemarchitekturen und Prozesse eingesetzt werden kann.
Das Referenzmodell E-MULAN wird auf Basis der referenznetz-basierten Multiagentenar- chitektur MULAN entwickelt und so konzipiert, dass es als generisches Modell eine explizite Repräsentation sowohl rationaler / kognitiver als auch emotionaler Prozesse innerhalb desselben Rahmenwerks ermöglicht, sowie insbesondere die Wechselwirkungen zwischen diesen Prozessen darstellbar macht. Damit wird einerseits eine Modellierungsbasis für die Darstellung emotionaler Prozesse für Agentenanwendungen geschaffen, andererseits aber auch ein Referenzmodell zur Beschreibung und Analyse von emotionalen Prozessen in Emo- tionsarchitekturen. Das E-MULAN-Modell bildet somit einen gemeinsamen konzeptuellen und terminologischen Rahmen für die Darstellung der emotionstheoretischen Grundlagen und ihre Integration in informatische Emotionsmodelle.
Kurzfassung auf Englisch: Since some decades the research on emotional agents is a continuously developing and a very active branch within the research field of Affective Science. This fast growth is probably the factor that have led to the fragmentation of the research: Today the field is divided into numerous theories, concepts and models and it still lacks an integrated computational theory of emotion in view of their large-scale causes and effects, both for the individual agent and the multi-agent society. Hence computational models of emotion feature crucial differences with respect to its basic assumptions, terminology, validity, theoretical and empirical underpining etc. The use of intuitive concepts and the lack of theoretical underpinnings have resulted in conceptual confusion surrounding the term “emotion“ in AI and DAI research. This has often been criticized by leading researchers of the field and the need for a consolidation has been proclaimed more than once.
On the most general level, the purpose of this theses is to contribute to a more elaborated theoretical underpinning for emotion modelling in (distributed) articial systems. This purpose is being adressed by means of analyzing of the psychological, neurobiological and sociological theories of emotion and by integrating these different perspectives on emotion using a general modelling technique. This modelling technique is based on the High-level Petri nets formalism of Reference nets together with the Socionical modelling approach. Due to its operational semantics and the broad range of available analytical methods, modelling with Petri nets allows an evaluation and formal checking of semantics of the models. In addition, the formal representation of emotion models facilitates their integration into the computational domain. Reference nets introduce recursivity to the Petri net theory and the possibility of dynamic creation of net instances. Together with these extensions, Petri nets provide a powerful instrumentarium for modelling dynamic, hierarchical and recursive structures, as described by psychological, neurological and social theories of emotion.
It has often been argued that for an appropriate modelling of emotion in (distributed) artificial systems a proper theoretical foundation is required that should allow integration of psychological, sociological and neurological theories of emotion. In this matter, a conceptual and terminological framework is proposed here, which provides the possibility to combine different theoretical approaches and models of emotion in a single multi-agent system.
This approach is concerned with extending a multi-agent framework MULAN, which is a technical implementation of the agent concept on the basis of the reference net formalism, to a general reference architecture for modelling emotions in multi-agent systems (E-MULAN). This architecture provides a possibility to model and analyze emotional theories, to integrate and evaluate a number of (interdisciplinary) approaches within a single modelling framework and to study their possible interdependencies and reciprocities. Furthermore, it allows for analytical separation of cognitive and emotional components, which is also an important requirement for a general reference architecture for modelling emotions.
With E-MULAN a conceptual and terminological reference architectur is provided, which facilitates the integration of different theoretical approaches to emotion in a unique model, describing multiple interdisciplinary aspects of emotional phenomena and processes simultaneously and allowing for their representation and analysis, thus providing a more elaborated theoretical underpinning for (D)AI models of emotion.

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