DE19752907C2 - Verfahren zur Führung eines Dialogs zwischen einem einzelnen oder mehreren Nutzern und einem Computer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Führung ei­ nes Dialogs zwischen einem einzelnen oder mehreren Nutzern und einem Computer als virtuellem Gesprächspartner, wobei der Computer eine Inhaltsanalyse der Nutzeraussagen ausführt und dem Nutzer aufgrund dieser Inhaltsanalyse durch Auswahl und/oder Kombination aus einer Vielzahl von in Frage kommen­ den Antwortmöglichkeiten eine passende Antwort gibt und im Computer darüber hinaus mit Meß- und/oder Vergleichseinrich­ tungen unter direkter Verkopplung mit ihm signalmäßig erfaßte körperliche Reaktionen des einzelnen Nutzers als Antwort auf einen vorangegangenen Reiz durch den Computer analysiert und bei der Erstellung der passenden Antwort von seiten des Com­ puters berücksichtigt werden.

In WO 97/21201 A1 ist ein interaktives Computersystem be­ schrieben, das mit einem Nutzer über gesprochene Sprache ei­ nen Dialog ausübt. Dabei werden von seiten des Computers aus einem Spracheingabesignal eines Nutzers der Sprachinhalt, der Zustand des Sprechers, die Sprecheridentität, der Sprech­ fluss, die Aussprache und weitere linguistische oder paralin­ guistische Informationen, also diverse Sprach- und Sprechpa­ rameter, entnommen. Der Nutzer erzeugt dabei ein Sprechsignal angesichts einer vom Computer gebildeten Darstellung, die vom Nutzer als eine Aufforderung zu einer sprachlichen Reaktion aufgefasst wird. Die vom Computer aufgenommenen linguisti­ schen und außerlinguistischen Informationen werden kombi­ niert, um differenziert die nachfolgende Äußerung des Compu­ ters zum Zweck des Vergnügens, der Unterweisung oder Aus­ wertung des Nutzers für eine Maschine-Mensch-Interaktion aus­ zuwählen.

In WO 93/02622 A1 ist eine Einrichtung behandelt, welche die Durchführung einer Interaktion zwischen einem Nutzer und einem Computer im Hinblick auf die Prüfung eines Aspekts der psycho-physiologischen Kondition des Nutzers ermöglicht. Bei der Interaktion kann es sich um ein Spiel handeln, das bei­ spielsweise bestimmte Verhaltensfertigkeiten lehren soll. In jedem Fall soll der Programmablauf der Interaktion sowohl von einer bewussten gewollten Eingangsgröße als auch von einer unbewussten unfreiwilligen Eingangsgröße gesteuert werden. Die bewusste gewollte Eingangsgröße wird z. B. von einer Tas­ tatur, die vom Nutzer bedient wird, vermittelt und die unbe­ wusste unfreiwillige Eingangsgröße z. B. von einem an einer Körperstelle des Nutzers angebrachten galvanischen Hautwider­ standssensor abgeleitet, wobei davon ausgegangen wird, dass der Hautwiderstand mit der Aufgeregtheit/Entspannung korre­ liert.

Der Computer führt eine Inhaltsanalyse der Spielschritte oder Interaktionshandlungen des Nutzers aus und gibt dem Nutzer aufgrund dieser Analyse eine ausgewählte Reaktion, wobei eine Datenbank bei der Reaktionsauswahl Verwendung findet. Die un­ bewusste unfreiwillige Eingangsgröße beeinflusst die Interak­ tion. Wird z. B. festgestellt, dass der Nutzer müde ist oder Anzeichen von Stress zeigt, so kann die Interaktion langsamer ablaufen, oder scheint der Nutzer z. B. bei einem Lernspiel nicht mehr aufnahmefähig zu sein, dann werden die Programm­ schritte geändert.

In EP 694 833 A1 ist ein Verfahren zur Führung eines Dialogs zwischen einem einzelnen und mehreren Nutzern und einem Com­ puter als virtuellen Gesprächspartner behandelt, wobei der Computer eine Inhaltsanalyse der Nutzeraussagen ausführt und er dem Nutzer auf Grund dieser Inhaltsanalyse durch Auswahl und/oder Kombination aus einer Vielzahl von in Frage kommen­ der Antwortmöglichkeiten einen passende Antwort gibt.

Das erfasste Sprachspektrum eines Nutzers dient jedoch ledig­ lich einer eindeutigen Spracherkennung und ist keine körper­ liche Reaktion des Nutzers, die im Computer analysiert und bei der Erstellung der passenden Antwort von Seiten des Com­ puters berücksichtigt wird.

Aus DE 44 30 164 A1 ist ein aktives Informationssystem be­ kannt, bei welchem beispielsweise auf Grund gezielter Abfra­ gen von Seiten eines Computers diesbezügliche Mess- und Per­ sonendaten vom Nutzer bewusst über ein Telefonnetz zur Beant­ wortung dieser Fragen eingegeben werden. Körperliche Reaktio­ nen des Nutzers auf Reize, die auf Seiten des Computers an ihn erfolgen, werden weder erfasst noch im Computer ausgewer­ tet.

Bei einem weiterem bekannten Verfahren ist mit Hilfe von Software ein Dialog zwischen einem einzelnen Nutzer und dem Computer ermöglicht. Hierbei wird durch eine Berücksichtigung von Schlüsselwörtern im Wege über eine Inhaltsanalyse zumin­ dest angenähert erschlossen, was dieser einzelne Benutzer mündlich gesagt oder über eine Tastatur eingegeben hat.

Im nächsten Schritt wird vom Computer dann eine der aufgrund dieser Inhaltsanalyse in Frage kommenden Antwortmöglichkeiten ausgewählt und dem Nutzer eine passende Antwort gegeben. Da­ bei zeigte sich der überraschende Effekt, daß trotz außerge­ wöhnlich allgemein gehaltener Äußerungen des durch den Compu­ ter dargestellten Gesprächspartners die einzelnen Nutzer sehr rasch das Gefühl hatten, sich verstanden zu fühlen, und sich ihnen im Verlauf eines solchen Gesprächs der Eindruck vermit­ telte, daß das mit dem Computer geführte Gespräch zunehmend intimer wurde.

Nach Erfahrungsberichten führte dieser Sachverhalt häufig da­ zu, daß sogar andere im Raum anwesende Personen gebeten wurden, diesen zu verlassen, weil der jeweilige Nutzer mit dem Computer allein sein wollte. Aus diesem Verhalten läßt sich ableiten, daß der Mensch sehr rasch geneigt ist, auch einem Computer eine Persönlichkeit mit eigenen Absichten und Eigen­ schaften zuzuschreiben.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde im Unter­ schied zu den vorstehend angeführten bekannten Verfahren ei­ nem Nutzer einen virtuellen Gesprächspartner anzubieten, der einem natürlichem Gesprächspartner nicht nur gleich kommt, sondern diesen sogar in einer Reihe von Punkten übertrifft.

Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegen­ stand der Ansprüche 2 bis 9.

Hierbei besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, diese Registrierungen körperlicher Reaktionen während des Dialogs für die Steuerung des. Antwortverhaltens des Computers gezielt einzusetzen. Eine besonders vorteilhafte Anwendung des Ver­ fahrens nach der Erfindung besteht bei der personenzentrier­ ten Gesprächspsychotherapie.

In dem Computer wird das in elektrische Signalform umgewan­ delte Blickverhalten des einzelnen Nutzers als Reaktionsform analysiert und bei der Antwortbildung des Computers berück­ sichtigt. Die Einbeziehung des Blickverhaltens ist deswegen besonders interessant, weil eine Person den Blick spontan in eine Richtung ändert, wenn sie sich an konkrete Erlebnisse erinnert oder sich bestimmte Dinge "ausdenkt". Dieses Blick­ verhalten ist bei den Menschen ganz spontan und erlaubt des­ halb eine verhältnismäßig zuverlässige Rückmeldung über das, was in seinem Kopf vorgeht.

Ähnlich verhält es sich mit der Kopfhaltung des einzelnen Nutzers, die sich in einer in eine elektrische Signalform um­ gewandelten Form ebenso als Reaktionsform analysieren läßt und zur Steuerung der Antwort des Computers beiträgt. Solche Veränderungen der Kopfhaltung, des Blickverhaltens oder ähn­ licher Reaktionsformen lassen sich ohne große Schwierigkeiten mit den heute vorhandenen technischen Möglichkeiten, bei­ spielsweise mittels Videobildaufnahme und Bildvergleichsein­ richtungen, aber auch durch Lage- und Bewegungssensoren, Tre­ mormeter, etc., erfassen und auswerten.

Eine weitere Möglichkeit der Erfassung von Reaktionen eines Nutzers während eines Dialogs mit dem Computer besteht darin, daß in elektrische Signalform umgewandelte Hautwiderstands­ veränderungen des einzelnen Nutzers während der zwischen dem Nutzer und dem Computer stattfindenden Interaktion, d. h. beim Sprechen oder während des Antwortens des Computers, als Reak­ tionsform analysiert werden. Hierzu ist eine sehr differen­ zierte Programmierung erforderlich.

Zusätzlich werden die Muskelspannung und/oder ein Elektrokardiogramm (Pulsfrequenz, EKG) und/oder ein Elektroencephalogramm (EEG) des einzelnen Nutzers gemessen und durch den Computer bewer­ tet.

Zur Erreichung eines realistischen Gesprächsablaufs werden gemäß der Erfindung dem den virtuellen Gesprächspartner bil­ denden Computer gespeicherte Bildaufnahmen eines tatsächli­ chen Gesprächspartners zugeführt, die auf dem vom einzelnen Nutzer betrachteten Monitor des Computers während der Dia­ logführung dargestellt werden.

Beim auswählbaren virtuellen Gesprächspartner können Bild- und Tonaufnahmen von älteren, gleichaltrigen oder jüngeren Freunden/Freundinnen, von väterlichen oder mütterlichen Ge­ sprächspartnern/innen oder von männlichen/weiblichen Psychotherapeuten/innen verwendet werden, die von professionellen Schauspielern dargestellt werden können. Diese Bildaufnahmen von tatsächlichen Gesprächspartnern können vorher auf CD-ROM gespeichert werden. Die gespeicherten Bild- und Tonaufnahmen lassen sich auch über ein Datenkommunikationsnetz, beispiels­ weise über das Internet, unter direkter Verkoppelung in den Computer einspielen.

Eine unter Verkoppelung mit dem Computer mittels einer Meß­ einrichtung signalmäßig erfasste körperliche Reaktion des einzelnen Nutzers wird in einer Vergleichseinrichtung mit entsprechenden, früher bereits signalmäßig erfassten Signalen des jeweiligen Nutzers verglichen, so dass sich dadurch bei der Erstellung der passenden Antwort des Computers der momen­ tane Stimmungszustand des Nutzers mit berücksichtigen lässt.

Zusätzlich kann die in elektrische Signalform umgewandelte Stimme als Reaktionsform des einzelnen Nutzers analysiert werden. Die Stimme ist ein Indiz für die momentane emotionale Beteiligung des einzelnen Nutzers. Eine Stimmanalyse ist al­ lerdings nur dann möglich, wenn die Reaktion des Nutzers nicht über eine Tastatur, sondern über eine mündliche Sprach­ eingabe erfolgt.

Bei zusätzlichem Einsatz eines Elektroencephalogramms (EEG) wird in zweckmäßiger Weise ein sogenanntes "Brainmapping" durchgeführt, bei dem von der Schädeloberfläche des einzelnen Nutzers abgeleitet wird, welche seiner Hirnregionen aktiviert wird. In Verbindung mit einem neuronalen Netz ist es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens nach der Er­ findung möglich, mit jedem einzelnen vorgesehenen Nutzer eine Kalibrierung dafür zu erstellen, wann bei ihm welche Gehirn­ regionen aktiviert werden, d. h. es wird ein Zusammenhang zwi­ schen Gefühlszuständen und aktivierten Gehirnregionen herge­ stellt.

Wenn das bei der Dialogführung verwendete Datenverarbeitungs­ system eine vorhergehende Kalibrierung auf den einzelnen Nut­ zer erfahren hat, wird dieses durch die Verbindung von Rück­ meldung, Analyse und Anwendung auf das Antwortverhalten des Computers zu einem zwar virtuellen Dialogpartner, der jedoch in mancher Hinsicht den meisten natürlichen Gesprächspartnern überlegen ist. So kann der in Form eines Computers vorhandene virtuelle Gesprächspartner z. B. in der Weise durch eine Soft­ ware gesteuert werden, daß er aufgrund eines einfühlsamen Re­ aktionsverhaltens durchaus positive Effekte für den Menschen beispielsweise im Rahmen einer personenzentrierten gesprächs­ psychotherapeutischen Behandlung haben kann.

Claims (9)

1. Verfahren zur Führung eines Dialogs zwischen einem einzel­ nen oder mehreren Nutzern und einem Computer als virtueller Gesprächspartner, wobei der Computer eine Inhaltsanalyse der Nutzeraussagen ausführt und dem Nutzer aufgrund dieser In­ haltsanalyse durch Auswahl und/oder Kombination aus einer Vielzahl von in Frage kommenden Antwortmöglichkeiten eine passende Antwort gibt und im Computer darüber hinaus mit Mess- und/oder Vergleichseinrichtungen unter direkter Verkopplung mit ihm signalmäßig erfasste körperliche Reaktio­ nen des einzelnen Nutzers als Antwort auf einen vorangegangenen Reiz durch den Computer analysiert und bei der Erstellung der passenden Antwort von seiten des Computers berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das in elektrische Signalform umgewandelte Blickverhalten des einzelnen Nutzers und/oder die in elektrische Signalform umgewandelte Kopfhaltung des einzelnen Nutzers und/oder in elektrische Signalform umgewandelte Hautwider­ standsveränderungen des einzelnen Nutzers während der zwi­ schen dem Nutzer und dem Computer stattfindenden Interaktion als Reaktionsformen analysiert werden, dass zusätzlich die Muskelspannung und/oder ein Elektrokardiogramm (EKG) und/oder ein Elektroencephalogramm (EEG) des einzelnen Nutzers gemessen und durch den Computer bewertet werden und dass zur Erreichung eines realistischen Gesprächsablaufs dem den virtuellen Gesprächspartner bildenden Computer gespeicherte Bildaufnahmen eines tatsächlichen Gesprächspartners zugeführt werden, die auf dem vom einzelnen Nutzer betrachteten Monitor des Computers während der Dialogführung dargestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bild- und Tonaufnahmen von tatsächlichen Gesprächspart­ nern vorher auf CD-ROM oder einem anderen Datenträger gespeichert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Bildaufnahmen über ein Datenkom­ munikationsnetz unter direkter Verkopplung in den Computer eingespielt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unter direkter Verkopplung mit dem Computer mittels einer Messeinrichtung signalmäßig erfasste körperliche Reaktion des einzelnen Nutzers in einer Vergleichseinrichtung mit entspre­ chenden, früher bereits signalmäßig erfassten Daten des jeweiligen Nutzers verglichen wird, so dass sich dadurch bei der Erstellung der passenden Antwort von seiten des Computers der momentane Stimmungszustand des Nutzers mit berücksichtigen lässt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die in elektrische Signalform umgewandelte Stimme als Reaktionsform des einzelnen Nutzers analysiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei zusätzlichem Einsatz eines Elektroencephalogramms (EEG) ein sogenanntes "Brainmapping" durchgeführt wird, bei dem von der Schädeloberfläche des einzelnen Nutzers abgeleitet wird, welche seiner Hirnregionen aktiviert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vorher in Verbindung mit einem neuronalen Netz mit jedem ein­ zelnen vorgesehenen Nutzer zur Herstellung eines Zusammen­ hangs zwischen Gefühlszuständen und aktivierten Gehirnregio­ nen eine Kalibrierung dafür erstellt wird, wann bei ihm wel­ che Gehirnregionen aktiviert werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine vorhergehende Kalibrierung des Computer­ antwortverhaltens auf den einzelnen Nutzer.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine Anwendung bei der personenzentrierten Ge­ sprächspsychotherapie.