Model for social human-robot interactions and application to the theatrical context

Nowadays robots are nding applications in an huge numbers of elds, start- ing from entertainment to the health care. In most of these new applications robots constantly interact with human-beings, nding unconsciously them- selves within a well-de ned social context. In order to get the best results from the interaction between humans and robots, the robots must behave following the social implications of the context they are in, modulating their actions such that they result appropriate to humans from a social point of view. This work presents an attempt to design an architecture for a social robot, that is a robot able to behave in a social-conscious way. The proposed system is composed of two modules: the Social World Model and the Relation Social Model. The Social World Model starts from theories in psychology in order to de ne a model able to describe a social context, de ning the concepts of social entities, relations and events. The Relation Social Model aims at computing the attitudes of the entities present in a social environment towards each others, starting from the representation of the social context given by the SocialWorld Model. Di erent technologies have been studied in order to understand which of them was the most suitable to implement the two modules. The crucial choice concerned the logical system to work with: the Fuzzy Logic system has been chosen because it is much similar to the way in which humans think and behave than any traditional logic system. In particular, Rule-Based Fuzzy Cognitive Maps are used for implementing the two modules. A natural eld of application of the entire work, and a good framework for its validation is theatre, as in theatre plays the social context is well- de ned by the script, known a priori. The presented system perfectly ts to the idea of a theatrical robot, as several tests on di erent situations coming from theatrical plays show. The developed system can be seen both as a rst step towards the implementation of an autonomous robot actor, and, as a consequence, of a robot able to manage social relationships.

Al giorno d'oggi i robot stanno trovando uso nei pi u svariati campi di appli- cazione, partendo dal settore dell'intrattenimento no ad arrivare a quello della cura della salute. Nella maggior parte di queste nuove applicazioni i robot interagiscono costantemente con gli esseri umani, trovandosi incon- sciamente all'interno di un contesto sociale ben de nito. Al ne di ottenere i migliori risultati dall'interazione tra esseri umani e robot, i robot devono comportarsi seguendo le implicazioni sociali derivanti dal contesto cui si tro- vano, modulando le loro azioni in modo tale che esse risultino appropriate per gli esseri umani da un punto di vista sociale. Questo lavoro presenta un tentativo di progettare un'architettura per un social robot, cio e un robot in grado di comportarsi in modo socialmente congruo. Il sistema proposto e composto da due moduli: il Social World Model e il Relation Social Model. Il Social World Model prende spunto da teorie della psicologia al ne di de nire un modello in grado di descrivere un contesto sociale, de nendo i concetti di entit a sociali, relazioni ed eventi. Il Relation Social Model mira a stimare le attitudini dei soggetti nell'ambiente nei confronti degli altri, partendo dal modello del contesto sociale fornito dal Social World Model. Sono state analizzate diverse tecnologie per capire quale fosse la pi u adatta per implementare i due moduli. La scelta cruciale riguardava il sistema logico da adottare: il sistema della Fuzzy Logic e stato scelto perch e e molto pi u adatto al modo in cui gli esseri umani pensano e si comportano di qualsiasi sistema logico tradizionale. In particolare, le Rule- Based Fuzzy Cognitive Maps sono state utilizzate per l'implementazione. Un campo di applicazione del sistema ed un buon framework per la sua validazione e il teatro, dal momento che negli spettacoli teatrali il contesto sociale e ben de nito dal copione, noto a priori. Il sistema descritto si addice perfettamente all'idea di un robot attore, come mostrato da diversi test e ettuati su scene estratte da opere teatrali. Il sistema sviluppato pu essere visto come un primo passo verso l'implementazione di un robot attore autonomo, e, quindi, di un robot capace di gestire relazioni sociali.