En la actualidad, la popularización y expansión de las tecnologías de la comunicación y la información han alterado las formas tradicionales de comunicación de las personas convirtiendo a las tecnologías en canales casi obligados del proceso. Particularmente, las situaciones de adquisición y transmisión de conocimiento han obligado a desarrollar nuevas formas de visualización e interacción que faciliten la transmisión de información.
La generación de entornos de interacción que provean nuevos contextos de intercambio y comunicación de información es uno de los  fines básicos del  área de Realidad Virtual.
La virtualidad consiste en hacer calzar un mundo virtual en un mundo real. Uno de los desafíos mas importantes radica en preservar las vías naturales de comunicación, interacción y entendimiento de las personas proveyendo a las computadoras de una visualización e interacción lo mas humana posible.
Proveer a las computadoras las capacidades de comunicación de los humanos involucra dotarlas entre, otras cosas, de conocimiento permitiendo automatizar el intercambio de información y otorgando comportamiento y razonamiento en función del contexto.
Esta propuesta de trabajo establece los lineamientos a seguir para la exploración de las sinergias existentes entre las nuevas tecnologías asociadas a la simulación de personajes conversacionales virtuales dentro de un entorno de Realidad Virtual inmersiva.Eje: Computación Gráfica, Imágenes y VisualizaciónRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Alvarado, Yoselie

Fernández, Jacqueline

Guerrero, Roberto A.

Pahud, María Fernanda

Zúñiga, Mariela Elizabeth

Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

Simulacion de personajes conversacionales virtualesdentro de un entorno de Realidad VirtualY. Alvarado, M. Zu~niga, F. Pahud, J. Fernandez, R. GuerreroLIDIC- Universidad Nacional de San LuisEjercito de los Andes 950Tel: 0266 4420823, San Luis, Argentinafyalvarado, mezuniga, ferpah, jmfer, ragg@unsl.edu.arResumenEn la actualidad, la populariza-cion y expansion de las tecnologasde la comunicacion y la informacionhan alterado las formas tradicionalesde comunicacion de las personas con-virtiendo a las tecnologas en canalescasi obligados del proceso. Particular-mente, las situaciones de adquisiciony transmision de conocimiento hanobligado a desarrollar nuevas formasde visualizacion e interaccion que fa-ciliten la transmision de informacion.La generacion de entornos de interac-cion que provean nuevos contextos deintercambio y comunicacion de infor-macion es uno de los nes basicos delarea de Realidad Virtual.La virtualidad consiste en hacercalzar un mundo virtual en un mundoreal. Uno de los desafos mas impor-tantes radica en preservar las vas na-turales de comunicacion, interacciony entendimiento de las personas pro-veyendo a las computadoras de unavisualizacion e interaccion lo mas hu-mana posible.Proveer a las computadoras las ca-pacidades de comunicacion de los hu-manos involucra dotarlas entre, otrascosas, de conocimiento permitiendoautomatizar el intercambio de infor-macion y otorgando comportamientoy razonamiento en funcion del contex-to.Esta propuesta de trabajo estable-ce los lineamientos a seguir para laexploracion de las sinergias existentesentre las nuevas tecnologas asociadasa la simulacion de personajes conver-sacionales virtuales dentro de un en-torno de Realidad Virtual inmersiva.Palabras Claves: Realidad Virtual,Computacion Graca, Interfaces Humano-Computadoras, Ontologas, Semantica.ContextoLa propuesta de trabajo se lleva a cabo dentrode la lnea de Investigacion \Procesamiento deInformacion Multimedia" del proyecto \Nue-vas Tecnologas para un tratamiento integralde Datos Multimedia". Este proyecto es desa-rrollado en el ambito del Laboratorio de Inves-tigacion y Desarrollo en Inteligencia Compu-tacional (LIDIC) de la Universidad Nacionalde San Luis.1. IntroduccionEl constante desarrollo tecnologico ha oca-sionado la aparicion de nuevas tecnologasemergentes que generan un gran volumen deinformacion y conocimiento, obligando a desa-rrollar nuevas estrategias para llevar a cabolas actividades tradicionales de adquisicion ytransmision del conocimiento y modicando la1 ____________________________________                                        PAGINA - 254 -manera en que el ser humano ha pasado a co-municarse con sus semejantes; convirtiendo ala informacion y al conocimiento en primor-diales para el avance social [1, 2].Del conjunto de las nuevas tecnologasemergentes hay dos que se destacan como revo-luciones tecnologicas importantes. La primerade ellas es la red de redes: INTERNET, que deser un mero apendice de la telefona de cobre seha transformado en una infraestructura basicapara la Sociedad del Conocimiento y motor dela Economa mundial, de tal manera que for-ma ya parte de la vida de cualquier persona deuna manera tan natural, que es como si siemprehubiera estado all. La segunda revolucion tec-nologica la ha propiciado la Realidad Virtual,la percepcion en 3D de entornos simulados quepermiten trasladar al usuario a mundos de en-sue~no y le posibilitan viajar a traves del tiempoal pasado y al futuro [2].Las aplicaciones de Realidad Virtual (RV)sumergen al usuario en un ambiente generadopor computadora que simula la realidad me-diante el uso de dispositivos interactivos queenvan y reciben informacion (gafas, cascos,guantes, trajes). La \telepresencia" o ilusionde \estar all" es controlada por sensores quecapturan las acciones del usuario y ajustan enforma acorde lo que es visualizado en panta-lla en tiempo real. De esta manera el usuariopuede realizar recorridos virtuales de ambien-tes 3D simulados, al mismo tiempo que expe-rimenta la sensacion de tocar, capturar y ma-nipular los objetos que esta visualizando [3].Una importante area de aplicacion de lossistemas de RV ha sido siempre el entrenamien-to en actividades de alto riesgo de la vida real,creando un ambiente que simule la situacionpeligrosa de la vida real deseada con el n deadquirir conocimiento y experiencia sin nece-sidad de estar inmerso en dicho ambiente peli-groso. La sensacion provista por las simulacio-nes es tal que proporcionan un entrenamientosimilar o casi similar a la practica con sistemasreales reduciendo costo, tiempo y riesgo asocia-do (simuladores de vuelo, de manejo de trenes)[4]. El desafo de tales sistemas se haya en do-minar los elementos de la simulacion, desde lasleyes fsicas que modelan un evento, hasta suvisualizacion graca, todo ello a traves de laresolucion mediante un programa informatico.Sin embargo, los avances logrados en la simu-lacion de entornos digitales, en la implementa-cion de Interfaces Humano-Computadoras y elconcepto de Realidad Aumentada [3, 20], per-miten en la actualidad el desarrollo de sistemasde control inmersivo y en tiempo real no sola-mente para entrenamiento de actividades de lavida real sino tambien para tareas de investi-gacion donde es necesario satisfacer demandasde visualizacion e interaccion en modelos dela realidad que manejan grandes cantidades deinformacion [5, 6].La virtualidad establece una nueva formade relacion entre el uso de las coordenadas deespacio y de tiempo, superando las barrerasespacio-temporales y congurando un entornoen el que la informacion y la comunicacionse muestran accesibles desde perspectivas has-ta ahora desconocidas, al menos en cuanto asu volumen y posibilidades. En conclusion, laRealidad Virtual permite la generacion de en-tornos de interaccion que facilitan nuevos con-textos de intercambio y comunicacion de infor-macion.Las personas, las organizaciones y los pro-gramas de computadoras deben comunicarse,aunque sus necesidades y experiencias esta-blecen diferentes puntos de vistas. Esta diver-gencia es natural y valiosa, no obstante con-duce a problemas de comunicacion, interac-cion y entendimiento. La interaccion inteligen-te humano-computadora es un campo de in-vestigacion emergente que tiene por objetivoproveer al hombre de vas naturales de comu-nicacion con un computadora, a modo de con-vertirlas en herramientas de ayuda. El supues-to colectivo establece que para que una compu-tadora sea capaz de interactuar con un humanoesta debe tener las capacidades de comunica-cion de los humanos.Los personajes conversacionales virtualesson interfaces gracas capaces de utilizar mo-dos de comunicacion verbal y no verbal para in-teractuar con los usuarios de ambientes genera-dos por computadoras. Estos personajes suelen____________________________________                                        PAGINA - 255 -ser una simple cara animada la cual reprodu-ce expresiones faciales simples o, en ocasionesasociadas a la sntesis del habla, visualizacionesdonde se utilizan metodos de sincronizacion delabios y representaciones gracas tridimensio-nales sosticadas con movimientos complejosdel cuerpo, expresiones faciales y emociona-les. En este contexto, los presentadores virtua-les son los mas usualmente utilizados. Existenen la literatura muchos ejemplos de personajesvirtuales con apariencia humana que realizanpresentaciones: el reportero virtual del climaNoma and Badler [7], el reportero de TV deThalmann and Kalra [8], el avatar 3D de Bauset al [9], el presentador virtual para reunio-nes virtuales de Nijholt et al [10], entre otros[11, 12, 13, 14]. Todos ellos son una opcion pro-metedora para el desarrollo de interfaces ya quese basan en el estilo de comunicacion e inter-accion con el cual los humanos estan bastantefamiliarizados.No obstante, la mas importante de las ca-pacidades de comunicacion de los humanos esel conocimiento, el cual ya es por s mismo unaparte crucial de la inteligencia humana y porconsiguiente un area de investigacion priorita-ria. [15]. La ontologa y la semantica han sur-gido como un topico de investigacion funda-mental en el area de los sistemas de informa-cion para la representacion del conocimiento;haciendo explcito el signicado e intercambiode informacion y el logro de interoperatividad[16]. Las ontologas y las semanticas han sidoutilizadas como soporte de una gran variedadde tareas en diferentes campos tales como laSemantica Web, e-Business, integracion de in-formacion, minera de datos, dise~no de siste-mas, etc. [17]. En consecuencia, su uso puedeextenderse mas alla de los sistemas de infor-macion y puede aplicarse para proveer cono-cimiento semantico a un personaje conversa-cional virtual. En un sistema de estas carac-tersticas las ontologas brindaran la base parala conguracion dinamica del sistema, la auto-matizacion del intercambio de informacion y,el razonamiento en funcion al comportamientoy el contexto, permitiendo crear aplicacionesdinamicas y concientes del entorno.2. Lneas de Investigaciony DesarrolloEn funcion de lo anteriormente expresa-do, un personaje conversacional virtual deberapoder brindar una interfaz que permita la co-municacion con el usuario mediante el uso dediferentes lenguajes de comunicacion (verba-les y no verbales). Para ello la problematicase resume en el hecho de dominar los elemen-tos de una simulacion, desde las leyes fsicasque modelan una accion, hasta su visualiza-cion graca, pasando por la resolucion median-te un programa informatico, en tiempo real, ydentro de un escenario virtual inmersivo deltipo CAVE (Computer Automatic Virtual En-vironment). Claramente, se pueden denir tresgrandes lneas de investigacion a seguir:La visualizacion graca tridimensionaldel personaje. Simular la apariencia ex-terna de los personajes virtuales inten-tando hacerlos indistinguibles de los hu-manos es un desafo tecnico constante elcual que se va consiguiendo a medida queevolucionan no solamente las tecnicas devisualizacion graca tridimensional, sinotambien la tecnicas de simulacion de losmovimientos del cuerpo, las expresionesfaciales y emocionales [3, 4].La comunicacion verbal y no verbal. Lacreacion de personajes no se limita sola-mente a la apariencia externa en hiper-realismo o en movimientos y expresiones.Es necesario potenciar los canales de en-trada y salida de informacion medianteel enriquecimiento de los medios de co-municacion verbal (lenguaje escrito, len-guaje sonoro) y no verbal (lenguaje dese~nas, lenguaje sonoro). Esto ultimo im-plica desde la simple incorporacion de so-nido asociado a hechos o eventos, pasan-do por la animacion de manos para lasntesis del lenguaje de se~nas, hasta lasincronizacion de labios para la sntesisdel habla [18, 19].La incorporacion de comportamien-____________________________________                                        PAGINA - 256 -to/razonamiento. Si bien la aparienciay capacidad de interaccion de los perso-najes son de relevancia al momento de lacomunicacion de informacion, es de granimportancia tambien el poder otorgar-les la potestad de elaborar informaciony reaccionar en forma autonoma. Unaversion simplicada del concepto hacereferencia a Agentes Virtuales Autono-mos los cuales poseen la capacidad dedesemvolverse por s mismos dentro delambiente en que se encuentran inmersos,actuando y reaccionando a su entorno.No obstante se pretende que dichos agen-tes exhiban conductas mas complejas ba-sadas en estados emocionales y como re-sultado de un proceso de razonamientoen concordancia con su situacion dentrodel entorno; tal como se esperara de unhumano real. Estos personajes reciben elnombre de Humanos Virtuales Autono-mos [15, 16].Si bien el trabajo se centrara en el desa-rrollo de un personaje conversacional, la tecno-loga y modelos a desarrollar podran adaptarseperfectamente a aplicaciones en ambientes in-teligentes tales como gua de turismo para visi-tantes de museos, o aplicaciones de domotica,entre otras.3. Resultados obtenidos /esperadosEl grupo de trabajo, ademas de pertenecera un proyecto de investigacion de la Universi-dad Nacional de San Luis, se encuentra desa-rrollando tareas dentro del marco de un Pro-yecto ALFA III de la Comunidad Europea, de-nominado GAVIOTA (Grupos Academicos pa-ra la VIsualizacion Orientada por TecnologasApropiadas), en el que participa la UNSL enconjunto con otras universidades de AmericaLatina y Europa.En funcion de ello, se ha desarrollado unainvestigacion para conocer el estado del arte anivel mundial y principales enfoques, metodosy tecnicas existentes en relacion con el com-portamiento autonomo de las entidades de unescenario virtual con el proposito de incorporara futuro nuevos conceptos a los ya existentes,tanto matematicos como basados en la fsica.Actualmente se estan realizando desarrolloscon el objeto de simular un sistema de RV parala prevencion de accidentes de transito urbanocon escenarios experimentales de la ciudad deConcepcion (Chile). Este trabajo se ha abor-dado en forma conjunta con la Universidad deBio Bio (Chile).4. Formacion de RecursosHumanosLos trabajos preliminares de estudio del artehan permitido la realizacion de trabajos de nde carrera de la Licenciatura en Ciencias de laComputacion, as como tambien la denicionde un trabajo de tesis de Maestra en Cienciasde la Computacion. Asimismo se ha obtenidouna beca de nalizacion de carrera otorgadapor la Secretara de Ciencia y Tecnica de laFac. de Cs. Fsico Matmaticas y Naturales dela UNSL.Referencias[1] Bowman D., Kruij E., LaViola J., andPoupyrev I.. \3D User Interfaces: Theoryand Practice", ISBN-10: 9780201758672,Addison-Wesley Professional, 1 edition, 2004.[2] Lucas H., \Inside the Future: Survivingthe Technology Revolution", ISBN-13: 978-0313348266, Addison-Wesley Professional, 1edition, 2008.[3] Craig A., Sherman W., and Will J.,\Developing Virtual Reality Applications:Foundations of Eective Design", ISBN:0123749433, Addison-Wesley/Pearson Edu-cation, 2009.[4] Stanney K.M., Mourant R.R., and KennedyR.S., \Human factor issues in virtual envi-ronments: A review of the literature", Pre-sence, 7(4), 327-351, 2007.____________________________________                                        PAGINA - 257 -[5] Salzman M.C., Dede C., McGlynn D., andLoftin R.B., \ScienceSpace: Lessons for de-signing immersive virtual realities", In Pro-ceedings of the CHI'08: ACM Conference onHuman Factors in Computing Systems, (pp.89-90), New York, 2008.[6] Winn W. \The impact of three-dimensionalimmersive virtual environments on modernpedagogy", HITL Technical Report R-97-15:Seattle, WA: University of Washington, Hu-man Interface Technology Laboratory, 2008.[7] Noma T., Zhao L., and Badler N.I., \Designof a Virtual Human Presenter", IEEE Jour-nal of Computer Graphics and Applications,Vol.20, No.4, July/August, 2000, pp. 79-85,2000.[8] Magnenat-Thalmann N., and Kalra P., \TheSimulation of a Virtual TV Presenter", Proc.Pacic Graphics 95, World Scientic, Singa-pore, 1995, pp. 9-21, 1995.[9] Baus J., Butz A., and Kruger A., \Incorpora-ting a Virtual Presenter in a Resource Adap-tive Navi-gational Help System", Workshopnotes of the Workshop on Guiding Users th-rough Interac-tive Experiences, Paderborn,Germany, April, 2000.[10] Nijholt A., van Welbergen A., and ZwiersJ., \Introducing an embodied virtual presen-ter agent in a virtual meeting room", Proc.of the 23rd IASTED International Multi-Conference Articial Intelligence and Appli-cations, February, 2005 Innsbruck, Austria,pp. 579-584, 2005.[11] Rist T., Andre E., Baldes S., Gebhard P., et.al., \A Review of the Development of Embo-died Presentation Agents and Their Appli-cation Fields in Life-Like Characters: Tools,Aective Functions, and Applications", Hel-mut Prendinger and Mitsuru Ishizuka (eds),Springer Series on Cognitive Technologies,pp. 377-404, 2003.[12] Rojc M., Rotovnik T., Brus M., Jan D.,and Zdravko K., \Embodied ConversationalAgents in Wizard-of-Oz and Multimodal In-teraction Applications", Verbal and Nonver-bal Communication Behaviours, Lecture No-tes in Computer Science, vol. 4775: 294-309,Springer Berlin Heidelberg, ISBN 978-3-540-76441-0, 2007.[13] Mancini M., and Pelachaud C., Genera-ting distinctive behavior for Embodied Con-versational Agents, Journal on MultimodalUser Interfaces, vol. 3(4): 249-261, Springer-Verlag, ISSN 1783-7677, 2009.[14] Cerekovic, A., and Pandzic. I., \Multimodalbehavior realization for embodied conversa-tional agents", Journal on Multimedia Toolsand Applications 54(1):143-164, Springer US,ISSN 1380-7501, 2011.[15] Jacko J., \Human-Computer Interaction.Ambient, Ubiquitous and Intelligent Interac-tion", Proceedings 13th International Confe-rence, HCI International 2009, Lecture Notesin Computer Science, Vol. 5612, ISBN 978-3-642-02579-2. 2009.[16] Farquhar A., Fikes R., and Rice J., \TheOntolingua Server: A tool for collaborativeontology construction". International Jour-nal of Human?Computer Studies, 46,(6):707-727. 1997.[17] Noy N., \Semantic Integration: A Survey OfOntology-Based Approaches", SIGMOD Re-cord, vol. 33, 2004.[18] Serna T., Gomez H., and Rose C., \Herra-mientas Computacionales de Signo Escriturapara la Comunicacion y Aprendizaje en Len-gua de Se~nas Mexicana para Personas conDeciencia Auditiva", Revista Ciencia y Tec-nologa, Instituto Tecnologico de Hermosillo,Volumen 6 No. 1, 2011.[19] Domnguez O., Austria A., Carrillo E, et al.,\Sistema para la Rehabilitacion Oral y Au-ditiva basado en Tecnologa de Realidad Vir-tual", 2do. Congreso Universitario de Infor-macion y Comunicaciones, ISBN: 970-769-101-8, Mexico, 2007.[20] Martnez E., \La Realidad Virtualya permite el aprendizaje en 3D",http://www.tendencias21.net/La{Realidad{Virtual{ya{permite{el{aprendizaje{en{tres{dimensiones a2047.html, ISSN 2174-6850,2008.____________________________________                                        PAGINA - 258 -

Simulación de personajes conversacionales virtuales dentro de un entorno de realidad virtual

El Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

Simulacion de personajes conversacionales virtuales
dentro de un entorno de Realidad Virtual
Y. Alvarado, M. Zu~niga, F. Pahud, J. Fernandez, R. Guerrero
LIDIC- Universidad Nacional de San Luis
Ejercito de los Andes 950
Tel: 0266 4420823, San Luis, Argentina
fyalvarado, mezuniga, ferpah, jmfer, ragg@unsl.edu.ar
Resumen
En la actualidad, la populariza-
cion y expansion de las tecnologas
de la comunicacion y la informacion
han alterado las formas tradicionales
de comunicacion de las personas con-
virtiendo a las tecnologas en canales
casi obligados del proceso. Particular-
mente, las situaciones de adquisicion
y transmision de conocimiento han
obligado a desarrollar nuevas formas
de visualizacion e interaccion que fa-
ciliten la transmision de informacion.
La generacion de entornos de interac-
cion que provean nuevos contextos de
intercambio y comunicacion de infor-
macion es uno de los nes basicos del
area de Realidad Virtual.
La virtualidad consiste en hacer
calzar un mundo virtual en un mundo
real. Uno de los desafos mas impor-
tantes radica en preservar las vas na-
turales de comunicacion, interaccion
y entendimiento de las personas pro-
veyendo a las computadoras de una
visualizacion e interaccion lo mas hu-
mana posible.
Proveer a las computadoras las ca-
pacidades de comunicacion de los hu-
manos involucra dotarlas entre, otras
cosas, de conocimiento permitiendo
automatizar el intercambio de infor-
macion y otorgando comportamiento
y razonamiento en funcion del contex-
to.
Esta propuesta de trabajo estable-
ce los lineamientos a seguir para la
exploracion de las sinergias existentes
entre las nuevas tecnologas asociadas
a la simulacion de personajes conver-
sacionales virtuales dentro de un en-
torno de Realidad Virtual inmersiva.
Palabras Claves: Realidad Virtual,
Computacion Graca, Interfaces Humano-
Computadoras, Ontologas, Semantica.
Contexto
La propuesta de trabajo se lleva a cabo dentro
de la lnea de Investigacion \Procesamiento de
Informacion Multimedia" del proyecto \Nue-
vas Tecnologas para un tratamiento integral
de Datos Multimedia". Este proyecto es desa-
rrollado en el ambito del Laboratorio de Inves-
tigacion y Desarrollo en Inteligencia Compu-
tacional (LIDIC) de la Universidad Nacional
de San Luis.
1. Introduccion
El constante desarrollo tecnologico ha oca-
sionado la aparicion de nuevas tecnologas
emergentes que generan un gran volumen de
informacion y conocimiento, obligando a desa-
rrollar nuevas estrategias para llevar a cabo
las actividades tradicionales de adquisicion y
transmision del conocimiento y modicando la
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manera en que el ser humano ha pasado a co-
municarse con sus semejantes; convirtiendo a
la informacion y al conocimiento en primor-
diales para el avance social [1, 2].
Del conjunto de las nuevas tecnologas
emergentes hay dos que se destacan como revo-
luciones tecnologicas importantes. La primera
de ellas es la red de redes: INTERNET, que de
ser un mero apendice de la telefona de cobre se
ha transformado en una infraestructura basica
para la Sociedad del Conocimiento y motor de
la Economa mundial, de tal manera que for-
ma ya parte de la vida de cualquier persona de
una manera tan natural, que es como si siempre
hubiera estado all. La segunda revolucion tec-
nologica la ha propiciado la Realidad Virtual,
la percepcion en 3D de entornos simulados que
permiten trasladar al usuario a mundos de en-
sue~no y le posibilitan viajar a traves del tiempo
al pasado y al futuro [2].
Las aplicaciones de Realidad Virtual (RV)
sumergen al usuario en un ambiente generado
por computadora que simula la realidad me-
diante el uso de dispositivos interactivos que
envan y reciben informacion (gafas, cascos,
guantes, trajes). La \telepresencia" o ilusion
de \estar all" es controlada por sensores que
capturan las acciones del usuario y ajustan en
forma acorde lo que es visualizado en panta-
lla en tiempo real. De esta manera el usuario
puede realizar recorridos virtuales de ambien-
tes 3D simulados, al mismo tiempo que expe-
rimenta la sensacion de tocar, capturar y ma-
nipular los objetos que esta visualizando [3].
Una importante area de aplicacion de los
sistemas de RV ha sido siempre el entrenamien-
to en actividades de alto riesgo de la vida real,
creando un ambiente que simule la situacion
peligrosa de la vida real deseada con el n de
adquirir conocimiento y experiencia sin nece-
sidad de estar inmerso en dicho ambiente peli-
groso. La sensacion provista por las simulacio-
nes es tal que proporcionan un entrenamiento
similar o casi similar a la practica con sistemas
reales reduciendo costo, tiempo y riesgo asocia-
do (simuladores de vuelo, de manejo de trenes)
[4]. El desafo de tales sistemas se haya en do-
minar los elementos de la simulacion, desde las
leyes fsicas que modelan un evento, hasta su
visualizacion graca, todo ello a traves de la
resolucion mediante un programa informatico.
Sin embargo, los avances logrados en la simu-
lacion de entornos digitales, en la implementa-
cion de Interfaces Humano-Computadoras y el
concepto de Realidad Aumentada [3, 20], per-
miten en la actualidad el desarrollo de sistemas
de control inmersivo y en tiempo real no sola-
mente para entrenamiento de actividades de la
vida real sino tambien para tareas de investi-
gacion donde es necesario satisfacer demandas
de visualizacion e interaccion en modelos de
la realidad que manejan grandes cantidades de
informacion [5, 6].
La virtualidad establece una nueva forma
de relacion entre el uso de las coordenadas de
espacio y de tiempo, superando las barreras
espacio-temporales y congurando un entorno
en el que la informacion y la comunicacion
se muestran accesibles desde perspectivas has-
ta ahora desconocidas, al menos en cuanto a
su volumen y posibilidades. En conclusion, la
Realidad Virtual permite la generacion de en-
tornos de interaccion que facilitan nuevos con-
textos de intercambio y comunicacion de infor-
macion.
Las personas, las organizaciones y los pro-
gramas de computadoras deben comunicarse,
aunque sus necesidades y experiencias esta-
blecen diferentes puntos de vistas. Esta diver-
gencia es natural y valiosa, no obstante con-
duce a problemas de comunicacion, interac-
cion y entendimiento. La interaccion inteligen-
te humano-computadora es un campo de in-
vestigacion emergente que tiene por objetivo
proveer al hombre de vas naturales de comu-
nicacion con un computadora, a modo de con-
vertirlas en herramientas de ayuda. El supues-
to colectivo establece que para que una compu-
tadora sea capaz de interactuar con un humano
esta debe tener las capacidades de comunica-
cion de los humanos.
Los personajes conversacionales virtuales
son interfaces gracas capaces de utilizar mo-
dos de comunicacion verbal y no verbal para in-
teractuar con los usuarios de ambientes genera-
dos por computadoras. Estos personajes suelen
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ser una simple cara animada la cual reprodu-
ce expresiones faciales simples o, en ocasiones
asociadas a la sntesis del habla, visualizaciones
donde se utilizan metodos de sincronizacion de
labios y representaciones gracas tridimensio-
nales sosticadas con movimientos complejos
del cuerpo, expresiones faciales y emociona-
les. En este contexto, los presentadores virtua-
les son los mas usualmente utilizados. Existen
en la literatura muchos ejemplos de personajes
virtuales con apariencia humana que realizan
presentaciones: el reportero virtual del clima
Noma and Badler [7], el reportero de TV de
Thalmann and Kalra [8], el avatar 3D de Baus
et al [9], el presentador virtual para reunio-
nes virtuales de Nijholt et al [10], entre otros
[11, 12, 13, 14]. Todos ellos son una opcion pro-
metedora para el desarrollo de interfaces ya que
se basan en el estilo de comunicacion e inter-
accion con el cual los humanos estan bastante
familiarizados.
No obstante, la mas importante de las ca-
pacidades de comunicacion de los humanos es
el conocimiento, el cual ya es por s mismo una
parte crucial de la inteligencia humana y por
consiguiente un area de investigacion priorita-
ria. [15]. La ontologa y la semantica han sur-
gido como un topico de investigacion funda-
mental en el area de los sistemas de informa-
cion para la representacion del conocimiento;
haciendo explcito el signicado e intercambio
de informacion y el logro de interoperatividad
[16]. Las ontologas y las semanticas han sido
utilizadas como soporte de una gran variedad
de tareas en diferentes campos tales como la
Semantica Web, e-Business, integracion de in-
formacion, minera de datos, dise~no de siste-
mas, etc. [17]. En consecuencia, su uso puede
extenderse mas alla de los sistemas de infor-
macion y puede aplicarse para proveer cono-
cimiento semantico a un personaje conversa-
cional virtual. En un sistema de estas carac-
tersticas las ontologas brindaran la base para
la conguracion dinamica del sistema, la auto-
matizacion del intercambio de informacion y,
el razonamiento en funcion al comportamiento
y el contexto, permitiendo crear aplicaciones
dinamicas y concientes del entorno.
2. Lneas de Investigacion
y Desarrollo
En funcion de lo anteriormente expresa-
do, un personaje conversacional virtual debera
poder brindar una interfaz que permita la co-
municacion con el usuario mediante el uso de
diferentes lenguajes de comunicacion (verba-
les y no verbales). Para ello la problematica
se resume en el hecho de dominar los elemen-
tos de una simulacion, desde las leyes fsicas
que modelan una accion, hasta su visualiza-
cion graca, pasando por la resolucion median-
te un programa informatico, en tiempo real, y
dentro de un escenario virtual inmersivo del
tipo CAVE (Computer Automatic Virtual En-
vironment). Claramente, se pueden denir tres
grandes lneas de investigacion a seguir:
La visualizacion graca tridimensional
del personaje. Simular la apariencia ex-
terna de los personajes virtuales inten-
tando hacerlos indistinguibles de los hu-
manos es un desafo tecnico constante el
cual que se va consiguiendo a medida que
evolucionan no solamente las tecnicas de
visualizacion graca tridimensional, sino
tambien la tecnicas de simulacion de los
movimientos del cuerpo, las expresiones
faciales y emocionales [3, 4].
La comunicacion verbal y no verbal. La
creacion de personajes no se limita sola-
mente a la apariencia externa en hiper-
realismo o en movimientos y expresiones.
Es necesario potenciar los canales de en-
trada y salida de informacion mediante
el enriquecimiento de los medios de co-
municacion verbal (lenguaje escrito, len-
guaje sonoro) y no verbal (lenguaje de
se~nas, lenguaje sonoro). Esto ultimo im-
plica desde la simple incorporacion de so-
nido asociado a hechos o eventos, pasan-
do por la animacion de manos para la
sntesis del lenguaje de se~nas, hasta la
sincronizacion de labios para la sntesis
del habla [18, 19].
La incorporacion de comportamien-
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to/razonamiento. Si bien la apariencia
y capacidad de interaccion de los perso-
najes son de relevancia al momento de la
comunicacion de informacion, es de gran
importancia tambien el poder otorgar-
les la potestad de elaborar informacion
y reaccionar en forma autonoma. Una
version simplicada del concepto hace
referencia a Agentes Virtuales Autono-
mos los cuales poseen la capacidad de
desemvolverse por s mismos dentro del
ambiente en que se encuentran inmersos,
actuando y reaccionando a su entorno.
No obstante se pretende que dichos agen-
tes exhiban conductas mas complejas ba-
sadas en estados emocionales y como re-
sultado de un proceso de razonamiento
en concordancia con su situacion dentro
del entorno; tal como se esperara de un
humano real. Estos personajes reciben el
nombre de Humanos Virtuales Autono-
mos [15, 16].
Si bien el trabajo se centrara en el desa-
rrollo de un personaje conversacional, la tecno-
loga y modelos a desarrollar podran adaptarse
perfectamente a aplicaciones en ambientes in-
teligentes tales como gua de turismo para visi-
tantes de museos, o aplicaciones de domotica,
entre otras.
3. Resultados obtenidos /
esperados
El grupo de trabajo, ademas de pertenecer
a un proyecto de investigacion de la Universi-
dad Nacional de San Luis, se encuentra desa-
rrollando tareas dentro del marco de un Pro-
yecto ALFA III de la Comunidad Europea, de-
nominado GAVIOTA (Grupos Academicos pa-
ra la VIsualizacion Orientada por Tecnologas
Apropiadas), en el que participa la UNSL en
conjunto con otras universidades de America
Latina y Europa.
En funcion de ello, se ha desarrollado una
investigacion para conocer el estado del arte a
nivel mundial y principales enfoques, metodos
y tecnicas existentes en relacion con el com-
portamiento autonomo de las entidades de un
escenario virtual con el proposito de incorporar
a futuro nuevos conceptos a los ya existentes,
tanto matematicos como basados en la fsica.
Actualmente se estan realizando desarrollos
con el objeto de simular un sistema de RV para
la prevencion de accidentes de transito urbano
con escenarios experimentales de la ciudad de
Concepcion (Chile). Este trabajo se ha abor-
dado en forma conjunta con la Universidad de
Bio Bio (Chile).
4. Formacion de Recursos
Humanos
Los trabajos preliminares de estudio del arte
han permitido la realizacion de trabajos de n
de carrera de la Licenciatura en Ciencias de la
Computacion, as como tambien la denicion
de un trabajo de tesis de Maestra en Ciencias
de la Computacion. Asimismo se ha obtenido
una beca de nalizacion de carrera otorgada
por la Secretara de Ciencia y Tecnica de la
Fac. de Cs. Fsico Matmaticas y Naturales de
la UNSL.
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http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/27144/Documento_completo.pdf?sequence=1

Simulación de personajes conversacionales virtuales dentro de un entorno de realidad virtual

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