A literature review. Introduction to the special issue

UIDB/00183/2020 UIDP/00183/2020 PTDC/FER-FIL/28278/2017 CHIST-ERA/0002/2019Argumentation schemes [35, 80, 91] are a relatively recent notion that continues an extremely ancient debate on one of the foundations of human reasoning, human comprehension, and obviously human argumentation, i.e., the topics. To understand the revolutionary nature of Walton’s work on this subject matter, it is necessary to place it in the debate that it continues and contributes to, namely a view of logic that is much broader than the formalistic perspective that has been adopted from the 20th century until nowadays. With his book Argumentation schemes for presumptive reasoning, Walton attempted to start a dialogue between three different fields or views on human reasoning – one (argumentation theory) very recent, one (dialectics) very ancient and with a very long tradition, and one (formal logic) relatively recent, but dominating in philosophy. Argumentation schemes were proposed as dialectical instruments, in the sense that they represented arguments not only as formal relations, but also as pragmatic inferences, as they at the same time depend on what the interlocutors share and accept in a given dialogical circumstance, and affect their dialogical relation. In this introduction, the notion of argumentation scheme will be analyzed in detail, showing its different dimensions and its defining features which make them an extremely useful instrument in Artificial Intelligence. This theoretical background will be followed by a literature review on the uses of the schemes in computing, aimed at identifying the most important areas and trends, the most promising proposals, and the directions of future research.publishersversionpublishe

Towards a framework for computational persuasion with applications in behaviour change

Persuasion is an activity that involves one party trying to induce another party to believe something or to do something. It is an important and multifaceted human facility. Obviously, sales and marketing is heavily dependent on persuasion. But many other activities involve persuasion such as a doctor persuading a patient to drink less alcohol, a road safety expert persuading drivers to not text while driving, or an online safety expert persuading users of social media sites to not reveal too much personal information online. As computing becomes involved in every sphere of life, so too is persuasion a target for applying computer-based solutions. An automated persuasion system (APS) is a system that can engage in a dialogue with a user (the persuadee) in order to persuade the persuadee to do (or not do) some action or to believe (or not believe) something. To do this, an APS aims to use convincing arguments in order to persuade the persuadee. Computational persuasion is the study of formal models of dialogues involving arguments and counterarguments, of user models, and strategies, for APSs. A promising application area for computational persuasion is in behaviour change. Within healthcare organizations, government agencies, and non-governmental agencies, there is much interest in changing behaviour of particular groups of people away from actions that are harmful to themselves and/or to others around them

Sistema de análisis del estado emocional de los usuarios en debates argumentativos

[ES] En la actualidad, se están desarrollando sistemas computacionales basados en agentes inteligentes capaces de representar debates y negociaciones entre humanos y máquinas. Por tanto, se ha visto la necesidad de desarrollar una herramienta capaz de validar qué tipos de argumentos podrían suscitar determinadas emociones y, por tanto, persuadir a los humanos. Además, la finalidad de este proyecto es comprobar si la hipótesis siguiente se cumple: “Existe alguna relación entre el tipo de argumentos que se presentan a un usuario (esquema argumental) y las emociones que estos suscitan y si ello afecta de alguna forma al poder persuasivo de estos tipos de argumentos específicos.” Para llevar a cabo el proyecto se ha necesitado una metodología que incluyera análisis de datos y experimentación, análisis de la estructura de los datos, del test de personalidad y de emociones. Asimismo, se ha necesitado diseñar la solución del problema mediante diagramas y especificaciones para posteriormente desarrollarlo empleando Django y MongoDB. Tras las pruebas, se ha realizado un experimento con doce personas para poder llegar a conclusiones.[CA] En l'actualitat, s'estan desenvolupant sistemes computacionals basats en agents intel·ligents capaços de representar debats i negociacions entre humans i màquines. Per tant, s'ha vist la necessitat de desenvolupar una ferramenta capaç de validar quins tipus d'arguments podrien suscitar determinades emocions i, per tant, persuadir els humans. A més, la finalitat d’aquest projecte és comprovar si la hipòtesi següent es compleix: “Existeix alguna relació entre el tipus d'arguments que es presenten un usuari (esquema argumental) i les emocions que aquests susciten i si això afecta d'alguna manera al poder persuasiu d’aquests tipus d'arguments específics”. Per a dur a terme el projecte s'ha necessitat una metodologia que inclogués anàlisi de dades i experimentació, anàlisi de l'estructura de les dades, del test de personalitat i d'emocions. Així mateix, s'ha necessitat dissenyar la solució del problema per mitjà de diagrames i especificacions per a posteriorment desenvolupar-ho emprant Django i MongoDB. Després de les proves, s'ha realitzat un experiment amb dotze persones per a poder arribar a conclusions.[EN] Nowadays, the development of computational systems based on intelligent agents allows representation of debates and negotiations between humans and machines. Thus, there is a need to develop a tool able to validate which type of arguments could generate different emotions, and therefore, persuade humans. Additionally, the objective of this project is corroborating the following hypothesis: "Exists some relation between the type of arguments presented to the user (argumentative Sistema de análisis del estado emocional de los usuarios en debates argumentativos scheme) and the emotions that this generate, affecting somehow to the persuasive power of this specific arguments." To implement the project, a methodology that includes data analytics and experimentation, analysis of the data structure, of the personality test and emotions has been developed. Furthermore, it was needed to design the solution by diagrams and specifications, plus the development of the solution using Django and MongoDB. After the trials, a experiment with 12 persons was carried out to reach to conclusions.García Latorre, S. (2019). Sistema de análisis del estado emocional de los usuarios en debates argumentativos. http://hdl.handle.net/10251/128081TFG

Computational Argumentation for the Automatic Analysis of Argumentative Discourse and Human Persuasion

Tesis por compendio[ES] La argumentación computacional es el área de investigación que estudia y analiza el uso de distintas técnicas y algoritmos que aproximan el razonamiento argumentativo humano desde un punto de vista computacional. En esta tesis doctoral se estudia el uso de distintas técnicas propuestas bajo el marco de la argumentación computacional para realizar un análisis automático del discurso argumentativo, y para desarrollar técnicas de persuasión computacional basadas en argumentos. Con estos objetivos, en primer lugar se presenta una completa revisión del estado del arte y se propone una clasificación de los trabajos existentes en el área de la argumentación computacional. Esta revisión nos permite contextualizar y entender la investigación previa de forma más clara desde la perspectiva humana del razonamiento argumentativo, así como identificar las principales limitaciones y futuras tendencias de la investigación realizada en argumentación computacional. En segundo lugar, con el objetivo de solucionar algunas de estas limitaciones, se ha creado y descrito un nuevo conjunto de datos que permite abordar nuevos retos y investigar problemas previamente inabordables (e.g., evaluación automática de debates orales). Conjuntamente con estos datos, se propone un nuevo sistema para la extracción automática de argumentos y se realiza el análisis comparativo de distintas técnicas para esta misma tarea. Además, se propone un nuevo algoritmo para la evaluación automática de debates argumentativos y se prueba con debates humanos reales. Finalmente, en tercer lugar se presentan una serie de estudios y propuestas para mejorar la capacidad persuasiva de sistemas de argumentación computacionales en la interacción con usuarios humanos. De esta forma, en esta tesis se presentan avances en cada una de las partes principales del proceso de argumentación computacional (i.e., extracción automática de argumentos, representación del conocimiento y razonamiento basados en argumentos, e interacción humano-computador basada en argumentos), así como se proponen algunos de los cimientos esenciales para el análisis automático completo de discursos argumentativos en lenguaje natural.[CA] L'argumentació computacional és l'àrea de recerca que estudia i analitza l'ús de distintes tècniques i algoritmes que aproximen el raonament argumentatiu humà des d'un punt de vista computacional. En aquesta tesi doctoral s'estudia l'ús de distintes tècniques proposades sota el marc de l'argumentació computacional per a realitzar una anàlisi automàtic del discurs argumentatiu, i per a desenvolupar tècniques de persuasió computacional basades en arguments. Amb aquestos objectius, en primer lloc es presenta una completa revisió de l'estat de l'art i es proposa una classificació dels treballs existents en l'àrea de l'argumentació computacional. Aquesta revisió permet contextualitzar i entendre la investigació previa de forma més clara des de la perspectiva humana del raonament argumentatiu, així com identificar les principals limitacions i futures tendències de la investigació realitzada en argumentació computacional. En segon lloc, amb l'objectiu de sol$\cdot$lucionar algunes d'aquestes limitacions, hem creat i descrit un nou conjunt de dades que ens permet abordar nous reptes i investigar problemes prèviament inabordables (e.g., avaluació automàtica de debats orals). Conjuntament amb aquestes dades, es proposa un nou sistema per a l'extracció d'arguments i es realitza l'anàlisi comparativa de distintes tècniques per a aquesta mateixa tasca. A més a més, es proposa un nou algoritme per a l'avaluació automàtica de debats argumentatius i es prova amb debats humans reals. Finalment, en tercer lloc es presenten una sèrie d'estudis i propostes per a millorar la capacitat persuasiva de sistemes d'argumentació computacionals en la interacció amb usuaris humans. D'aquesta forma, en aquesta tesi es presenten avanços en cada una de les parts principals del procés d'argumentació computacional (i.e., l'extracció automàtica d'arguments, la representació del coneixement i raonament basats en arguments, i la interacció humà-computador basada en arguments), així com es proposen alguns dels fonaments essencials per a l'anàlisi automàtica completa de discursos argumentatius en llenguatge natural.[EN] Computational argumentation is the area of research that studies and analyses the use of different techniques and algorithms that approximate human argumentative reasoning from a computational viewpoint. In this doctoral thesis we study the use of different techniques proposed under the framework of computational argumentation to perform an automatic analysis of argumentative discourse, and to develop argument-based computational persuasion techniques. With these objectives in mind, we first present a complete review of the state of the art and propose a classification of existing works in the area of computational argumentation. This review allows us to contextualise and understand the previous research more clearly from the human perspective of argumentative reasoning, and to identify the main limitations and future trends of the research done in computational argumentation. Secondly, to overcome some of these limitations, we create and describe a new corpus that allows us to address new challenges and investigate on previously unexplored problems (e.g., automatic evaluation of spoken debates). In conjunction with this data, a new system for argument mining is proposed and a comparative analysis of different techniques for this same task is carried out. In addition, we propose a new algorithm for the automatic evaluation of argumentative debates and we evaluate it with real human debates. Thirdly, a series of studies and proposals are presented to improve the persuasiveness of computational argumentation systems in the interaction with human users. In this way, this thesis presents advances in each of the main parts of the computational argumentation process (i.e., argument mining, argument-based knowledge representation and reasoning, and argument-based human-computer interaction), and proposes some of the essential foundations for the complete automatic analysis of natural language argumentative discourses.This thesis has been partially supported by the Generalitat Valenciana project PROME- TEO/2018/002 and by the Spanish Government projects TIN2017-89156-R and PID2020- 113416RB-I00.Ruiz Dolz, R. (2023). Computational Argumentation for the Automatic Analysis of Argumentative Discourse and Human Persuasion [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/194806Compendi

Environnements virtuels émotionnellement intelligents

Les émotions ont été étudiées sous différents angles dans le domaine de l'interaction homme-machine y compris les systèmes tutoriel intelligents, les réseaux sociaux, les plateformes d’apprentissage en ligne et le e-commerce. Beaucoup d’efforts en informatique affective sont investis pour intégrer la dimension émotionnelle dans les environnements virtuels (tel que les jeux vidéo, les jeux sérieux et les environnements de réalité virtuelle ou de réalité augmenté). Toutefois, les stratégies utilisées dans les jeux sont encore empiriques et se basent sur des modèles psychologiques et sociologiques du joueur : Courbe d’apprentissage, gestion de la difficulté, degré d’efficience dans l’évaluation des performances et de la motivation du joueur. Or cette analyse peut malmener le système dans la mesure où les critères sont parfois trop vagues ou ne représentent pas les réelles compétences du joueur, ni ses vraies difficultés. Étant donné que la stratégie d’intervention est très influencée par la précision de l’analyse et l’évaluation du joueur, de nouveaux moyens sont nécessaires afin d’améliorer les processus décisionnels dans les jeux et d’organiser les stratégies d’adaptation de façon optimale. Ce travail de recherche vise à construire une nouvelle approche pour l’évaluation et le suivi du joueur. L’approche permet une modélisation du joueur plus efficace et moins intrusive par l’intégration des états mentaux et affectifs obtenus à partir de senseurs physiologiques (signaux cérébraux, Activité électrodermale, …) ou/et instruments optiques (Webcam, traceur de regard, …). Les états affectifs et mentaux tels que les émotions de base (basées sur les expressions faciales), l’état d’engagement, de motivation et d’attention sont les plus visés dans cette recherche. Afin de soutenir l’adaptation dans les jeux, des modèles des émotions et de la motivation du joueur basé sur ces indicateurs mentaux et affectifs, ont été développés. Nous avons implémenté cette approche en développant un système sous forme d’une architecture modulaire qui permet l’adaptation dans les environnements virtuels selon les paramètres affectifs du joueur détectés en temps-réel par des techniques d’intelligence artificielle.Emotions were studied from different angles in the field of human-machine interaction including intelligent tutorial systems, social networks, online learning platforms and e-commerce. Much effort in affective computing are invested to integrate the emotional dimension in virtual environments (such as video games, serious games and virtual reality environments or augmented reality). However, the strategies used in games are still empirical and are based on psychological and sociological models of the player: Learning Curve, trouble management, degree of efficiency in the evaluation of performance and motivation of the player. But this analysis can mislead the system to the extent that the criteria are sometimes too vague and do not represent the actual skills of the player, nor his real difficulties. Since the intervention strategy is influenced by the accuracy of the analysis and evaluation of the player, new ways are needed to improve decision-making in games and organizing adaptation strategies in optimal way. This research aims to build a new approach to the evaluation and monitoring of the player. The approach enables more effective and less intrusive player modeling through the integration of mental and emotional states obtained from physiological sensors (brain signals, electro-dermal activity, ...) or/and optical instruments (Webcam, eye-tracker, ...). The emotional and mental states such as basic emotions (based on facial expressions), the states of engagement, motivation and attention are the most targeted in this research. In order to support adaptation in games, models of emotions and motivation of the player based on these mental and emotional indicators, have been developed. We have implemented this approach by developing a system in the form of a modular architecture that allows adaptation in virtual environments according to the player's emotional parameters detected in real time by artificial intelligence methods