Speech technologies for the audiovisual and multimedia interaction environments

361 p

Towards a framework for socially interactive robots

250 p.En las últimas décadas, la investigación en el campo de la robótica social ha crecido considerablemente. El desarrollo de diferentes tipos de robots y sus roles dentro de la sociedad se están expandiendo poco a poco. Los robots dotados de habilidades sociales pretenden ser utilizados para diferentes aplicaciones; por ejemplo, como profesores interactivos y asistentes educativos, para apoyar el manejo de la diabetes en niños, para ayudar a personas mayores con necesidades especiales, como actores interactivos en el teatro o incluso como asistentes en hoteles y centros comerciales.El equipo de investigación RSAIT ha estado trabajando en varias áreas de la robótica, en particular,en arquitecturas de control, exploración y navegación de robots, aprendizaje automático y visión por computador. El trabajo presentado en este trabajo de investigación tiene como objetivo añadir una nueva capa al desarrollo anterior, la capa de interacción humano-robot que se centra en las capacidades sociales que un robot debe mostrar al interactuar con personas, como expresar y percibir emociones, mostrar un alto nivel de diálogo, aprender modelos de otros agentes, establecer y mantener relaciones sociales, usar medios naturales de comunicación (mirada, gestos, etc.),mostrar personalidad y carácter distintivos y aprender competencias sociales.En esta tesis doctoral, tratamos de aportar nuestro grano de arena a las preguntas básicas que surgen cuando pensamos en robots sociales: (1) ¿Cómo nos comunicamos (u operamos) los humanos con los robots sociales?; y (2) ¿Cómo actúan los robots sociales con nosotros? En esa línea, el trabajo se ha desarrollado en dos fases: en la primera, nos hemos centrado en explorar desde un punto de vista práctico varias formas que los humanos utilizan para comunicarse con los robots de una maneranatural. En la segunda además, hemos investigado cómo los robots sociales deben actuar con el usuario.Con respecto a la primera fase, hemos desarrollado tres interfaces de usuario naturales que pretenden hacer que la interacción con los robots sociales sea más natural. Para probar tales interfaces se han desarrollado dos aplicaciones de diferente uso: robots guía y un sistema de controlde robot humanoides con fines de entretenimiento. Trabajar en esas aplicaciones nos ha permitido dotar a nuestros robots con algunas habilidades básicas, como la navegación, la comunicación entre robots y el reconocimiento de voz y las capacidades de comprensión.Por otro lado, en la segunda fase nos hemos centrado en la identificación y el desarrollo de los módulos básicos de comportamiento que este tipo de robots necesitan para ser socialmente creíbles y confiables mientras actúan como agentes sociales. Se ha desarrollado una arquitectura(framework) para robots socialmente interactivos que permite a los robots expresar diferentes tipos de emociones y mostrar un lenguaje corporal natural similar al humano según la tarea a realizar y lascondiciones ambientales.La validación de los diferentes estados de desarrollo de nuestros robots sociales se ha realizado mediante representaciones públicas. La exposición de nuestros robots al público en esas actuaciones se ha convertido en una herramienta esencial para medir cualitativamente la aceptación social de los prototipos que estamos desarrollando. De la misma manera que los robots necesitan un cuerpo físico para interactuar con el entorno y convertirse en inteligentes, los robots sociales necesitan participar socialmente en tareas reales para las que han sido desarrollados, para así poder mejorar su sociabilida

Machine learning approaches to video activity recognition: from computer vision to signal processing

244 p.La investigación presentada se centra en técnicas de clasificación para dos tareas diferentes, aunque relacionadas, de tal forma que la segunda puede ser considerada parte de la primera: el reconocimiento de acciones humanas en vídeos y el reconocimiento de lengua de signos.En la primera parte, la hipótesis de partida es que la transformación de las señales de un vídeo mediante el algoritmo de Patrones Espaciales Comunes (CSP por sus siglas en inglés, comúnmente utilizado en sistemas de Electroencefalografía) puede dar lugar a nuevas características que serán útiles para la posterior clasificación de los vídeos mediante clasificadores supervisados. Se han realizado diferentes experimentos en varias bases de datos, incluyendo una creada durante esta investigación desde el punto de vista de un robot humanoide, con la intención de implementar el sistema de reconocimiento desarrollado para mejorar la interacción humano-robot.En la segunda parte, las técnicas desarrolladas anteriormente se han aplicado al reconocimiento de lengua de signos, pero además de ello se propone un método basado en la descomposición de los signos para realizar el reconocimiento de los mismos, añadiendo la posibilidad de una mejor explicabilidad. El objetivo final es desarrollar un tutor de lengua de signos capaz de guiar a los usuarios en el proceso de aprendizaje, dándoles a conocer los errores que cometen y el motivo de dichos errores

Spoken dialogue systems: architectures and applications

171 p.Technology and technological devices have become habitual and omnipresent. Humans need to learn tocommunicate with all kind of devices. Until recently humans needed to learn how the devices expressthemselves to communicate with them. But in recent times the tendency has become to makecommunication with these devices in more intuitive ways. The ideal way to communicate with deviceswould be the natural way of communication between humans, the speech. Humans have long beeninvestigating and designing systems that use this type of communication, giving rise to the so-calledSpoken Dialogue Systems.In this context, the primary goal of the thesis is to show how these systems can be implemented.Additionally, the thesis serves as a review of the state-of-the-art regarding architectures and toolkits.Finally, the thesis is intended to serve future system developers as a guide for their construction. For that

The role of phonology in visual word recognition: evidence from Chinese

Posters - Letter/Word Processing V: abstract no. 5024The hypothesis of bidirectional coupling of orthography and phonology predicts that phonology plays a role in visual word recognition, as observed in the effects of feedforward and feedback spelling to sound consistency on lexical decision. However, because orthography and phonology are closely related in alphabetic languages (homophones in alphabetic languages are usually orthographically similar), it is difficult to exclude an influence of orthography on phonological effects in visual word recognition. Chinese languages contain many written homophones that are orthographically dissimilar, allowing a test of the claim that phonological effects can be independent of orthographic similarity. We report a study of visual word recognition in Chinese based on a mega-analysis of lexical decision performance with 500 characters. The results from multiple regression analyses, after controlling for orthographic frequency, stroke number, and radical frequency, showed main effects of feedforward and feedback consistency, as well as interactions between these variables and phonological frequency and number of homophones. Implications of these results for resonance models of visual word recognition are discussed.postprin

Interactive effects of orthography and semantics in Chinese picture naming

Posters - Language Production/Writing: abstract no. 4035Picture-naming performance in English and Dutch is enhanced by presentation of a word that is similar in form to the picture name. However, it is unclear whether facilitation has an orthographic or a phonological locus. We investigated the loci of the facilitation effect in Cantonese Chinese speakers by manipulating—at three SOAs (2100, 0, and 1100 msec)—semantic, orthographic, and phonological similarity. We identified an effect of orthographic facilitation that was independent of and larger than phonological facilitation across all SOAs. Semantic interference was also found at SOAs of 2100 and 0 msec. Critically, an interaction of semantics and orthography was observed at an SOA of 1100 msec. This interaction suggests that independent effects of orthographic facilitation on picture naming are located either at the level of semantic processing or at the lemma level and are not due to the activation of picture name segments at the level of phonological retrieval.postprin