Universidad de Castilla-La Mancha
 
Escuela Superior de Ingeniería Informática
     
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Grado en Ingeniería Informática


TRABAJOS FIN DE GRADO
curso: 2018-19

Aplicación de entrenamiento en el reconocimiento facial de emociones usando humanos virtuales


Tecnologías Específicas

Computación
Tecnologías de la Información
 


Descripcion y Objetivos

Las emociones juegan un papel muy importante en las relaciones humanas. De entre las distintas formas de expresar estas emociones, la cara de una persona comunica tanto sus sentimientos como sus intenciones. Hay ciertos colectivos de personas, como los afectados por esquizofrenia y autismo, que muestran un déficit de reconocimiento y discriminación de emociones faciales, además de la expresión de las mismas.

Estudios previos han establecido que las emociones son universales y que su reconocimiento a través de expresiones faciales no depende de la cultura [1]. Las 6 emociones básicas que identifican son ira, asco, miedo, felicidad, tristeza y sorpresa, junto con la expresión neutra. Cada una de estas emociones tiene un patrón de respuesta fisiológico específico en la cara de una persona.

Tradicionalmente, el entrenamiento en el reconocimiento de emociones se ha basado en usar un conjunto validado de fotografías de caras de personas expresando las 6+1 emociones universales. Sin embargo, este método presenta no pocas limitaciones [2], principalmente debidas a que se trata de estímulos estáticos, mientras que una persona expresa una emoción de forma dinámica.

El objetivo de este trabajo fin de grado es la creación de una aplicación que sirva para entrenar en el reconocimiento de emociones en caras de otros. Esta aplicación se usará para validar el uso de humanos virtuales, o lo que es lo mismo, la representación de una persona dentro de un mundo virtual, en el reconocimiento de emociones mostradas a través de caras. Para ello se hará uso de técnicas de animación facial (como por ejemplo “blendshapes”) de modo que se cree un conjunto de expresiones faciales que representen las 6+1 emociones universales y que pueda ser validado por un conjunto de personas sanas para mostrar que es posible transmitir dichas emociones a través de tecnologías de realidad virtual. La aplicación desarrollada propondrá un conjunto de actividades en las que usar estos humanos virtuales, por ejemplo, mostrando un conjunto de caras donde el usuario deba reconocer una emoción concreta entre varias. Se recomienda el uso de la plataforma Unity3D [3]  para el desarrollo. 

 


Metodología y Competencias

Dentro de este proyecto se pretenden utilizar varias metodologías centradas en el usuario y adaptadas a las características específicas de este trabajo. El plan de trabajo a seguir será el siguiente:

  1. Estudio de las diferentes formas de crear emociones en humanos virtuales.
  2. Estudio del uso de animaciones para la transición entre emociones.
  3. Diseño de varios humanos virtuales donde probar las emociones faciales.
  4. Incorporación de las 6+1 expresiones universales en los humanos virtuales.
  5. Estudio de bibliografía para diseñar actividades o tareas en las que haya que reconocer emociones.
  6. Diseñar la aplicación que permita entrenar usando las emociones diseñadas para los humanos virtuales.
  7. Pruebas y validación de la aplicación.
  8. Redacción de la memoria del trabajo.

En cuanto a las competencias principales de la tecnología específica “Computación” en las cuales se centra este TFG podemos incluir:

[CM6] Capacidad para desarrollar y evaluar sistemas interactivos y de presentación de información compleja y su aplicación a la resolución de problemas de diseño de interacción persona computadora.

El proyecto implica la creación de una aplicación de entrenamiento en el reconocimiento de emociones para cuyo diseño se utilizarán metodologías centradas en el usuario.

En cuanto a las competencias relacionadas con este TFG, dentro de la tecnología específica “Tecnologías de la información” para la que se propone, cabría citar las dos siguientes:

[TI2] Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar, evaluar, construir, gestionar, explotar y mantener las tecnologías de hardware, software y redes, dentro de los parámetros de coste y calidad adecuados.

La aplicación a desarrollar es un producto software que puede llegar a tener una gran complejidad, mezclando gráficos, animación, gestión de ficheros, entre otros aspectos, pero que sobre todo requiere un buen diseño y planificación para poder cumplir los plazos y ofrecer un producto que no defraude por mala calidad.

[TI3] Capacidad para emplear metodologías centradas en el usuario y la organización para el desarrollo, evaluación y gestión de aplicaciones y sistemas basados en tecnologías de la información que aseguren la accesibilidad, ergonomía y usabilidad de los sistemas.

El desarrollo debe implicar evaluaciones parciales en diferentes etapas para asegurar que el producto final no solo está libre de fallos, sino que realmente sirve para cumplir su propósito como herramienta de aprendizaje.

 


Medios a utilizar

La realización de este TFG no requiere de ningún hardware específico, por lo que podrá usarse un PC de sobremesa o portátil. En cuanto al software, en principio se propone el uso de Unity3D, aunque esta decisión podría cambiar según la experiencia previa del estudiante y de los métodos de animación de humanos virtuales que se seleccionen.

 


Bibliografía

[1]      P. Ekman, “Universals and cultural differences in facial expressions of emotion,” Nebraska symposium on motivation. pp. 207–282, 1972.

[2]      D. A. Roark, S. E. Barrett, M. J. Spence, H. Abdi, and A. J. O’Toole, “Psychological and neural perspectives on the role of motion in face recognition.,” Behav. Cogn. Neurosci. Rev., vol. 2, no. 1, pp. 15–46, 2003.

[3]      Unity Technologies, “Tutoriales,” Unity, 2017. https://unity3d.com/es/learn/tutorials.

 


Tutores


FERNÁNDEZ CABALLERO, ANTONIO
GARCÍA JIMÉNEZ, ARTURO SIMÓN
 

Alumno




 

 

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