On the Inherent Creativity of Self-Adaptive Systems

We argue that frameworks employed in architecting self-adaptive systems allow the system to exhibit creative behaviour, and that many of the existing self-adaptive systems operating in domains which are typically not associated with creativity are inherently creative. However, even the current state-of-the-art solutions do not fully exploit stronger forms of creative behaviour, which are required in complex environments, where the system constantly encounters fundamentally novel situations. To this end, software development necessitates a paradigm shift parallel to moving from procedural design methodology toward self-aware systems where the system adapts to its context at run time.Peer reviewe

Action Selection in the Creative Systems Framework

The Creative Systems Framework (CSF) formalises creativity as search through a space of concepts. As a formal account of Margaret Boden’s descriptive hierarchy of creativity, it is at the basis of multiple studies dealing with diverse aspects of Computational Creativity (CC) systems. However, the CSF at present neither formalises action nor action selection during search, limiting its use in analysing creative processes. We extend the CSF by explicitly modelling these missing components in the search space traversal function. We furthermore introduce a distinction between a concept and its material realisation as an artefact, and elaborate the action selection process to provide stopping criteria for creative search. Our extension, the Creative Action Selection Framework (CASF), is informed by previous studies in CC and draws on concepts from Markov Decision Processes (MDP). It allows us to describe a creative system as an agent selecting actions based on the value, validity and novelty of concepts and artefacts. The CASF brings the descriptive power of the CSF to a wider range of systems with more analytical depth.Peer reviewe

Is style reproduction a computational creativity task?

Is style reproduction a valid computational creativity task? Does producing output 'in the style of' an existing creator contribute to computational creativity research? Where is the creativity in imitation or replication of an existing style, and where does style reproduction fall into what has been criticised as `pastiche' rather than credible creative activity? This paper tackles these debates, which have been under-addressed in computational creativity literature. We review the presentation of past work in style reproduction, and consider the fit of such work into evolving definitions of computational creativity research. As part of this, we consider style reproduction itself as a creative task, both within and outside computational forms. We discuss various points of interest that emerge in the analysis, such as control in the creative process, intentionality and effort. Our work gives a more objective understanding of the level of creativity present in style generation, and specifically what value it brings to computational creativity research

Luovat järjestelmät, toimijat sekä yhteisöt : Teoreettisia analyysimenetelmiä ja empiirisiä yhteistyötutkimuksia

Creativity is a multi-faceted phenomenon that can be observed in diverse individuals and contexts, both natural and artificial. This thesis studies computational creativity, i.e. creativity in machines, which can be broadly categorised as a subfield of artificial intelligence. In particular, the thesis deals with three important perspectives on computational creativity: (1) identifying properties of creative individuals, (2) studying processes that lead to creative outcomes, and (3) observing and analysing social aspects of creativity, e.g. collaboration which may allow the individuals to create something together which they could not do alone. One of the key interests in computational creativity is how computational entities may exhibit creativity in their own right, implying that the creative entities and their compositions, roles, processes and interactions are potentially different from those encountered in nature. This calls for theoretical analysis methods specifically tailored for artificial creative entities, and carefully controlled empirical experiments and simulations with them. We study both of these aspects. The analysis methods allow us to scrutinise exactly how creativity occurs in artificial entities by providing appropriate conceptual elements and vocabulary, while experiments enable us to test and confirm the effectiveness of different design decisions considering individual artificial creative entities and their interaction with each other. We propose three novel, domain-general analysis tools for artificial creative entities, i.e. creative systems and creative agents, and collections of them, called creative societies. First, we distinguish several conceptual components relevant for metacreative systems, i.e. systems that can reflect and control their creative behaviour, and discuss how these components are interlinked and affect the system's creativity. Second, we merge elements from sequential decision making in intelligent agents, i.e. Markov Decision Processes, into formal creativity as search model called the Creative Systems Framework, providing a detailed account of various elements which compose the decision-making process of a creative agent. Third, we map elements from an eminent social creativity theory, the Systems View of Creativity, a.k.a. Domain-Individual-Field-Interaction model, into the elements of the Creative Systems Framework and show how creative societies may be analysed formally with it. Each of the proposed analysis tools provides new ways to analyse creativity in artificial entities. The analysis of metacreative systems assumes an architectural point of view to creativity, which has not been previously addressed in detail. Deconstructing the decision-making process of a creative agent gives us additional means to discuss and understand why or how a creative agent selects certain actions. Lastly, the contributions to the creative societies are the first formal framework for their analysis. We also investigate in two consecutive case studies collaborator selection in creative societies. In the first study, we focus on what kind of cues, e.g. selfish or altruistic, assist in choosing beneficial collaboration partners when all the agents can observe from their peers are the individually created end products. The second study allows the agents to adjust their aesthetic preferences during the simulations and inspects what emerges from society as a whole. We conclude that selfish cues seem to be more effective in choosing the collaboration partners in our settings and that the society exhibits distinct emergence depending on how much the agents are willing to change their aesthetic preferences.Luovuus on monitahoinen ilmiö, jonka osatekijöitä voidaan tunnistaa monissa eri asiayhteyksissä. Tässä väitöskirjassa käsitellään laskennallista luovuutta, eli luovuutta koneissa, mikä voidaan karkeasti luokitella tekoälyn yhdeksi osa-alueeksi. Yksi laskennallisen luovuuden tärkeimmistä kiinnostuksen kohteista tutkii miten koneet voivat olla luovia omasta ansiostaan. Tämä tarkoittaa että luovat järjestelmät ja toimijat, menetelmät, yhteisöt sekä niiden vuorovaikutus voivat erota ihmisten vastaavista. On siis tärkeää kyetä keskustelemaan luovien järjestelmien, toimijoiden ja yhteisöjen ominaisuuksista riippumatta niiden toteutuksien yksityiskohdista sekä suunnittelemaan simulaatioita ja kokeita joissa voidaan todentaa suunnitteluratkaisujen vaikutukset järjestelmän luovuudelle. Väitöskirja esittelee kolme uutta luovuuden analyysimenetelmää, jotka on kehitetty analysoimaan (1) luovia järjestelmiä, (2) luovia toimijoita sekä (3) luovia agenttiyhteisöjä. Lisäksi kahdessa osajulkaisussa tutkitaan yhteistyöprosesseja simuloiduissa yhteisöissä, joissa itsenäiset luovat toimijat tuottavat abstraktia taidetta evolutiivisia menetelmiä käyttäen. Ehdotetut analyysimenetelmät mahdollistavat luovuuden monialaisen tarkastelun sekä tarjoavat yhden mahdollisen suunnan kohti laskennallisen luovuuden yhtenäistä analyysimenetelmää. Havainnot empiirisistä simulaatioista antavat uutta tietoa laskennallisista yhteistyöprosesseista ja ovat askel kohti monimutkaisempia kokeita luovan yhteistyön saralla

Creative Autonomy in a Simple Interactive Music System

Interactive music systems always exhibit an amount of autonomy in the creative process. The capacity to generate material that is primary, contextual and novel to the outcome is proposed here as the bare minimum for creative autonomy in these systems. Assumptions are evaluated using Video Interactive VST Orchestra, a system that generates music through sound processing in interplay with a user. The system accepts audio and video live inputs — a camera and a microphone that capture the interplay of a musician, typically. Mapping of the variance in the musician’s physical motion to the sound processing allows identifying salience in the interaction and the system as autonomous. A case study is presented to provide evidence of creative autonomy in this simple, yet highly effective system

Ih­mi­sen ja tie­to­ko­neen vä­li­nen yh­teis­luo­vuus : runoja kirjoittavien yh­teis­luo­vien jär­jes­tel­mien suun­nit­te­lu ja ar­vioin­ti sekä yh­teis­luo­van pro­ses­sin mal­lin­ta­mi­nen

Human-computer co-creativity examines creative collaboration between humans and artificially intelligent computational agents. Human-computer co-creativity researchers assume that instead of using computational systems to merely automate creative tasks, computational creativity methods can be leveraged to design computational collaborators capable of sharing creative responsibility with a human collaborator. This has potential for extending both human and computational creative capability. This thesis focuses on the case of one human and one computational collaborator. More specifically this thesis studies how children collaborate with a computational collaborator called the Poetry Machine in the linguistically creative task of writing poems. This thesis investigates three topics related to human-computer co-creativity: The design of human-computer co-creative systems, their evaluation and the modelling of human-computer co-creative processes. These topics are approached from two perspectives: an interaction design perspective and a computational creativity perspective. The interaction design perspective provides practical methods for the design and evaluation of interactive systems as well as methodological frameworks for analysing design practices in the field. The computational creativity perspective then again provides a theoretical view to the evaluation and modelling of human-computer co-creativity. The thesis itself consists of five papers. This thesis starts with an analysis of the interaction design process for computational collaborators. The design process is examined through a review of case studies, and a thorough description of the design process of the Poetry Machine system described in Paper I. The review shows that several researchers in the field have assumed a user-centered design approach, but some good design practices, including the reporting of design decisions, iterative design and early testing with users are not yet fulfilled according to the best standards. After illustrating the general design process, this thesis examines different approaches to the evaluation of human-computer co-creativity. Two case studies are conducted to evaluate the usability of and user experiences with the Poetry Machine system. The first evaluations are described in Paper II. They produced useful feedback for developing the system further. The second evaluation, described in Papers III and IV, investigates specific metrics for evaluating the co-creative writing experience in more detail. To promote the accumulation of design knowledge, special care is taken to report practical issues related to evaluating co-creative systems. These include, for example, issues related to formulating suitable evaluation tasks. Finally the thesis considers modelling human-computer co-creativity. Paper V approaches modelling from a computationally creative perspective, by extending the creativity-as-a-search paradigm into co-creative systems. The new model highlights specific issues for interaction designers to be aware of when designing new computational collaborators.Ihmisen ja tietokoneen välinen yhteisluovuus on tutkimusala, joka käsittelee ihmisten ja tekoälyagenttien välistä luovaa yhteistyötä. Tekoälyagenttien perustana toimivat uudet laskennallisen luovuuden metodit. Ne mahdollistavat pelkän luovien tehtävien automatisoinnin sijaan tasapainoisemman vastuunjaon ja vuorovaikutuksen ihmisen ja tekoälyagentin välillä. Tämä tarjoaa sekä ihmisille että laskennallisille agenteille uusia luovia mahdollisuuksia. Väitöskirja keskittyy erityisesti yhden ihmisen ja laskennallisesti luovan agentin yhteistyöhön. Väitöskirja koostuu viidestä erillisestä julkaisusta, ja siihen kuuluvissa tapaustutkimuksissa havainnoidaan lasten ja laskennalliseen kielelliseen luovuuteen perustuvan Runokone–nimisen laskennallisesti luovan agentin yhteistyötä. Väitöskirjassa käsitellään ihmisen ja tietokoneen välisen yhteisluovuuden kolmea teemaa: yhteisluovien järjestelmien suunnittelua, niiden arviointia ja ihmisen ja tietokoneen välisen yhteisluovan prosessin mallinnusta. Teemojen tutkimiseen käytetään vuorovaikutussuunnittelun ja laskennallisen luovuuden menetelmiä. Vuorovaikutussuunnittelu tarjoaa käytännönläheisiä menetelmiä järjestelmien suunnitteluun ja arviointiin sekä erilaisia teoreettisia näkökulmia alalla vallitsevien suunnittelukäytäntöjen tarkasteluun. Laskennallisen luovuuden tutkimus puolestaan tarjoaa teoreettisen näkökulman yhteisluovien järjestelmien arviointiin ja yhteisluovuuden mallinnukseen. Ensimmäistä teemaa, yhteisluovien järjestelmien suunnittelua, käsitellään väitöskirjan julkaisussa I. Julkaisussa kuvataan yhteisluovien järjestelmien yleistä vuorovaikutussuunnitteluprosessia tapaustutkimuskatsauksen kautta, ja tarkastellaan Runokoneen suunnitteluprosessia. Tutkimuskatsaus osoittaa alan tutkijoiden usein valitsevan tutkimuksensa lähtökohdaksi käyttäjäkeskeisen suunnittelun. He kuitenkin noudattavat parhaita vuorovaikutussuunnittelun käytäntöjä vain löyhästi. Tiedeyhteisön sisällä tulisikin siksi parantaa erityisesti suunnittelupäätösten dokumentointia, iteratiivista suunnittelua ja varhaista käyttäjätestausta. Toista teemaa, ihmisen ja koneen välisen yhteisluovuuden arviointia, tarkastellaan väitöksessä kahden tapaustutkimuksen kautta. Niistä ensimmäisessä keskitytään Runokoneen käytettävyyden arviointiin ja toisessa Runokoneen käyttäjien kokemusten arviointiin. Käytettävyyden arviointia on kuvattu tarkemmin julkaisussa II. Arviointi tuotti hyödyllistä palautetta järjestelmän jatkokehitystä varten. Julkaisuissa III ja IV tarkastellaan mittareita, joiden avulla voidaan arvioida tarkemmin käyttäjien käyttäjäkokemuksia erilaisissa yhteisluovan kirjoittamisen prosesseissa. Vuorovaikutussuunnittelun tutkimuksen ja käytännön suunnittelutyön tukemiseksi julkaisuissa paneudutaan erityisesti yhteisluovien järjestelmien arvioinnin käytännön ongelmiin. Näihin kuuluu esimerkiksi sopivien arviointitehtävien muodostaminen. Lopuksi väitöskirjassa käsitellään ihmisen ja koneen välisen yhteisluovuuden mallinnusta. Julkaisussa V tarkastellaan mallinnusta laskennallisen luovuuden näkökulmasta laajentamalla luovan haun paradigmaa yhteisluoviin järjestelmiin. Luovan haun paradigma kuvaa luomisprosessia sekä esteettisesti miellyttävien että luovaan kohdealaan sopivien artefaktien etsintänä hakuavaruudessa. Kuvatussa laajennuksessa painottuvat vuorovaikutussuunnittelun kannalta oleelliset ristiriitatilanteet, joiden ratkaisutavat vaikuttavat laskennallisesti luovien yhteistyökumppaneiden ominaisuuksiin

Intrinsic Motivation in Computational Creativity Applied to Videogames

PhD thesisComputational creativity (CC) seeks to endow artificial systems with creativity. Although human creativity is known to be substantially driven by intrinsic motivation (IM), most CC systems are extrinsically motivated. This restricts their actual and perceived creativity and autonomy, and consequently their benefit to people. In this thesis, we demonstrate, via theoretical arguments and through applications in videogame AI, that computational intrinsic reward and models of IM can advance core CC goals. We introduce a definition of IM to contextualise related work. Via two systematic reviews, we develop typologies of the benefits and applications of intrinsic reward and IM models in CC and game AI. Our reviews highlight that related work is limited to few reward types and motivations, and we thus investigate the usage of empowerment, a little studied, information-theoretic intrinsic reward, in two novel models applied to game AI. We define coupled empowerment maximisation (CEM), a social IM model, to enable general co-creative agents that support or challenge their partner through emergent behaviours. Via two qualitative, observational vignette studies on a custom-made videogame, we explore CEM’s ability to drive general and believable companion and adversary non-player characters which respond creatively to changes in their abilities and the game world. We moreover propose to leverage intrinsic reward to estimate people’s experience of interactive artefacts in an autonomous fashion. We instantiate this proposal in empowerment-based player experience prediction (EBPXP) and apply it to videogame procedural content generation. By analysing think-aloud data from an experiential vignette study on a dedicated game, we identify several experiences that EBPXP could predict. Our typologies serve as inspiration and reference for CC and game AI researchers to harness the benefits of IM in their work. Our new models can increase the generality, autonomy and creativity of next-generation videogame AI, and of CC systems in other domains