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Modelación de El Barón Rojo
EMOCIONES Y ACCIONES: UN MODELO COGNITIVO PARA EL BARÓN ROJO
Ana Lilia Laureano-Cruces 1
Carlos Guadarrama-Ponce 2
Martha Mora-Torres 2
Javier Ramírez-Rodríguez 1
1 Departamento de Sistemas, Universidad Autónoma Metropolitana – Azcapotzalco, México.
e-mail: clc, jararo {@correo.azc.uam.mx}
2 Posgrado en Ciencia e Ingeniería de la Computación-Universidad Nacional Autónoma de México
e-mail: [email protected], [email protected]
Abstract
Las emociones constituyen un aspecto importante en el proceso de toma de decisiones ya que no se puede dar un comportamiento coherente sin considerarlas como elemento básico, dentro de este proceso. En este trabajo se desarrolla un modelo cognitivo que toma en consideración las emociones de un piloto en situación de combate y éstas se relacionan con las acciones específicas de conducta de combate de El Barón Rojo. Con el fin de lograrlo se sigue un procedimiento propuesto por Laureano-Cruces y que utiliza herramientas de análisis y diseño provenientes de la psicología cognitiva. Se implementa una estructura cognitiva de emociones basada en la teoría de Ortony, Clore y Collins, con el fin de lograr el modelo emocional. Finalmente se unen los dos modelos: el cognitivo y el emocional en uno solo que llamaremos modelo EmoCog. En la parte final se hace una representación del conocimiento utilizando mapas cognitivos difusos. Esta representación permite una validación del modelo EmoCog, a través de escenarios supuestos, donde se simula el comportamiento de El Barón Rojo, en situación de combate.
1. Introducción
De acuerdo a Ortony, Clore y Collins (1988), la emoción es uno de los aspectos centrales y omnipresentes de la experiencia humana. La gente normal experimenta una amplia gama de emociones, desde la tranquila satisfacción por completar una tarea relativamente trivial hasta el duelo por la muerte de un ser querido.
Ahora bien, a la vez que las emociones dan color, profundidad y riqueza a la experiencia humana, pueden también causar rupturas espectaculares entre el juicio y la acción. Tales rupturas pueden tener consecuencias profundas y, a veces terribles para los individuos y la sociedad como por ejemplo los crímenes pasionales, los suicidios y las enfermedades mentales.
La emoción es un estado afectivo relativamente corto de respuestas sincronizadas con base en una evaluación de eventos internos o externos. Las emociones son estados afectivos equilibrados y dirigidas hacia: eventos, agentes u objetos. Las emociones son reales e intensas y proceden de las interpretaciones cognitivas impuestas a la realidad externa y no directamente de la realidad en sí misma, de aquí que contrariamente a lo que se piensa estos autores consideran que las emociones tienen una base cognitiva esencial y profunda.
Hasta hace poco, las emociones no eran consideradas por los investigadores en el proceso de toma de decisiones. Este último fue visto como un proceso cognitivo, una cuestión de estimar cuál, de entre varias alternativas de acción, era la de mayores consecuencias positivas. Los últimos años han sido testigos de una explosión sobre el papel que tienen las emociones en el proceso de toma de decisiones. La investigación realizada ha demostrado que 1) incluso las emociones incidentales, esto es aquellas que no tienen relación con la toma de decisiones, del momento en cuestión, son capaces de tener un impacto significativo en el juicio, y la elección, 2) el déficit emocional en un momento dado, ya sea natural o inducido experimentalmente, puede degradar la calidad del proceso de toma de decisiones, y que 3) la incorporación de emociones en los modelos de toma de decisiones puede incrementar su poder explicativo. Por lo tanto, la investigación contemporánea sobre toma de decisiones se caracteriza por una intensa atención en la emoción (Loewenstein,& Lerner, 2003).
Siendo las emociones una parte que juega un papel fundamental en la vida humana, no se pueden dejar de lado cuando se simulan conductas de un ser humano, como el proceso de toma de decisiones. Los contextos son diversos como pueden ser: los video juegos, o los simuladores.
La mayor parte de las conductas de combate aéreo de El Barón Rojo, cuyo nombre real fue Manfred Albrecht Freiherr von Richthofen, han sido inferidas a partir de su libro The Red Fighter Pilot (Von Richthofen, 1918) y del manual de combate aéreo del ejército alemán durante la Primera Guerra Mundial (Reinhart, 1996), (Alkov, 1992) y (Villaire & Hansrote, 2005). Otras conductas fueron inferidas a partir de narraciones de los combates por sus oponentes y compañeros de armas. Así, inspirados por el cuento corto de ciencia ficción alas en la oscuridad (título en inglés: Wings Out of Shadow) de Saberhagen (1974), y en el espíritu de replicar su comportamiento en una aeronave no tripulada y únicamente controlada por un programa que ejecute el comportamiento de combate aéreo simulando la personalidad de El Barón Rojo, se ha realizado el análisis y diseño de la conducta para emular el desempeño de un piloto de combate artificial. En este trabajo se describen dos de los escenarios más representativos de esta conducta de combate.
El Artículo está dividido de la siguiente forma. En la sección dos se describe la obtención del modelo cognitivo a través de sus partes, posteriormente en la sección cinco se explica su relación con el modelo emocional de El Barón Rojo. En la sección tres se describe la estructura de metas de acuerdo al modelo mental del Barón Rojo En la sección cuatro se describen diez y ocho elementos de la conducta emotiva de un piloto en situación de combate y se diseña una matriz causal, donde se enlazan los elementos relacionados. En la sección cinco se da una breve descripción de los fundamentos de los mapas cognitivos difusos, como forma de representación de la conducta y su relación con la matriz causal. En la sección seis se ejemplifican e interpretan dos escenarios de combate siendo estos los más representativos. Finalmente se desarrollan las conclusiones.
2. El modelo cognitivo de El Barón Rojo
De acuerdo a Laureano-Cruces & de Arriaga (2000) y (Laureano-Cruces, De Arriaga & García-Alegre, 2001), los modelos cognitivos han sido utilizados con éxito en el análisis: 1) del dominio, 2) para modelar conductas reactivas, 3) en la resolución de problemas para representar la forma en que el novato migra hacia la experticia, 4) como parte de un modelo integral que además de incluir el aprendizaje de habilidades cognitiva incluye las afectivas, motivacionales y sociales, y 5) en el diseño del currículo. En Laureano-Cruces et al. (2000) y Laureano-Cruces et al. (2001), se propone un procedimiento para desarrollar un modelo cognitivo. Retomando esta metodología comenzamos desarrollando el Análisis Cognitivo del Comportamiento (ACC) el cual se lleva a cabo con el fin de esclarecer los componentes necesarios para la simulación de comportamientos. El ACC es un análisis recursivo, que se realiza analizando el proceso conductual involucrado y tomando en consideración las habilidades; de forma recursiva se divide el comportamiento en sub-comportamientos cada vez más específicos. De esta forma se conoce con mayor precisión los elementos que la componen. Estos sub-comportamientos se relacionan con los modelos mentales que subyacen a cada uno de ellos. Los modelos mentales están constituidos por estructuras y procesos que interactúan, y las estrategias involucradas para lograr cada paso del comportamiento.
El Modelo Cognitivo fue utilizado para formalizar los comportamientos que representaran las acciones de El Barón Rojo, además nos será de utilidad para realizar un análisis más profundo en busca de otros elementos que puedan ser relevantes para los estados afectivos. Para mayor información consultar las referencias mencionadas.
BEGIN
Despegar
STEP 1
IF (hay buen clima)
WHILE (situación de combate)
REPEAT
Cuidar los flancos
STEP 2
Buscar al enemigo
STEP 3
Identificar al enemigo
STEP 4
IF (hay ventaja)
Encuadrar al enemigo
STEP 5
IF (hay parque)
Atacar al enemigo
STEP 6
ELSE
Atacar al enemigo sin armas
STEP 7
ENDIF
ENDIF
IF (hay ataque enemigo)
Evadir al enemigo
STEP 8
ENDIF
UNTIL (no hay buenas condiciones del avión OR
no hay suficiente combustible OR no hay buen clima)
ENDWHILE
Regresar a la base
STEP 9
Aterrizar
STEP 10
ENDIF
END
Figura 1. Modelo Mental de la Conducta de Combate del Barón Rojo
El comportamiento seleccionado pertenece a un piloto de combate que busca, reconoce y ataca al enemigo dentro de un escenario de combate. A continuación se describe el modelo cognitivo a través de los modelos mentales de la conducta de combate del Barón Rojo (Figuras 1..4). Y el análisis del comportamiento de las distintas conductas que lo conforman.
BLOCK Atacar al enemigo (STEP 6)
BEGIN
IF (hay aviones enemigos)
IF (hay avión enemigo libre)
Atacar avión enemigo
STEP 6.1
ELSE
Buscar avión enemigo
STEP 6.2
ENDIF
ELSE
Atacar líneas enemigas en tierra
STEP 6.3
ENDIF
END
Figura 2. Modelo Mental de Atacar al Enemigo
BLOCK Atacar al enemigo sin armas (STEP 7)
BEGIN
IF (hay aviones enemigos)
IF (hay avión enemigo libre)
IF (hay avión enemigo encuadrado)
Destruir cola de avión enemigo
STEP 7.1
ELSE
Destruir alas de avión enemigo
STEP 7.2
ENDIF
ENDIF
ELSE
Vuelo rasante sobre líneas enemigas en tierra
STEP 7.3
ENDIF
END
Figura 3. Modelo Mental de Atacar al Enemigo Sin Armas
BLOCK Evadir al enemigo (STEP 8)
BEGIN
IF (hay ventaja)
Maniobra en rizo invertido
STEP 8.1
Atacar al enemigo
STEP 6
ELSE
Disminuir la velocidad
STEP 8.2
Atacar al enemigo sin armas
STEP 7
ENDIF
END
Figura 4. Modelo Mental de Evadir al Enemigo
Las siguientes tablas muestran de manera resumida los diferentes ACC de las distintas conductas, relacionados con los pasos de los modelos mentales. En ellas se indica: 1) tipo de conocimiento (factual, conceptual, procedimental, estratégico y táctico), 2) tipo de representación en el estado cognitivo (estructura o procesos).
Tabla 1. ACC de la conducta de combate del Barón Rojo
Pasos de desarrollo
Contenido de los pasos
Tipo de representación
Despegar (Step 1)
Procedural
Proceso
Cuidar los flancos (Step 2)
Procedural y táctico
Proceso
Buscar al enemigo (Step 3)
Procedural y estratégico
Proceso
Identificar al enemigo (Step 4)
Factual
Estructura
Encuadrar al enemigo (Step 5)
Procedural y táctico
Proceso
Atacar al enemigo (Step 6)
Procedural y táctico
Proceso
Atacar al enemigo sin armas
(Step 7)
Procedural y táctico
Proceso
Evadir al enemigo (Step 8)
Procedural y táctico
Proceso
Regresar a la base (Step 1)
Procedural
Proceso
Aterrizar (Step1)
Procedural
Proceso
Tabla 2. ACC de Atacar al Enemigo
Pasos de desarrollo
Contenido de los pasos
Tipo de representación
Atacar avión enemigo
(Step 6.1)
Procedural
Proceso
Buscar avión enemigo
(Step 6.2)
Procedural
Proceso
Atacar líneas enemigas en tierra
(Step 6.3)
Procedural
Proceso
Tabla 3. ACC de Atacar al Enemigo Sin Armas
Pasos de desarrollo
Contenido de los pasos
Tipo de representación
Destruir cola de avión enemigo (Step 7.1)
Procedural
Proceso
Destruir alas de avión enemigo (Step 7.2)
Procedural
Proceso
Vuelo rasante sobre líneas enemigas en tierra (Step 7.3)
Procedural
Proceso
Tabla 4. ACC de Evadir al Enemigo
Pasos de desarrollo
Contenido de los pasos
Tipo de representación
Maniobra en rizo invertido (Step 8.1)
Procedural
Proceso
Disminuir la velocidad (Step 8.2)
Procedural
Proceso
Los resultados anteriores nos sirven como punto de partida para elaborar la estructura emocional de acuerdo a las metas, con el fin de crear una estructura cognitiva que permita darle una valoración a éstas (Ortony, Clore, & Collins, 1988).
3. Estructura de Metas de acuerdo al modelo mental de El Barón Rojo
El modelo de la conducta emocional exhibida por El Barón Rojo y propuesta en este trabajo se basa en la teoría OCC (Ortony, Clore, & Collins, 1988). En la siguiente sección se detalla de manera general esta teoría, para un mayor detalle consultar la referencia mencionada. Esta teoría explica la conducta emocional en relación a una macroestructura de la valoración de las: metas, normas y actitudes del individuo. Con base en lo anterior se propone una estructura emocional donde se indican las metas y submetas, como nodos relacionados de manera jerárquica. En esta estructura jerárquica y compleja, el nivel más alto representa al general y el nivel inferior es el específico.
Los nodos tienen conexiones de entrada y salida con respecto a otros nodos, excepto los nodos en los límites superior e inferior. Estas conexiones o enlaces establecen relaciones de causalidad desde los nodos más específicos hacia los más generales. A continuación se da una explicación sobre las diferentes clases de metas.
Metas de persecución activa (A): Son las metas que uno quiere tener hechas. Comprenden las metas de consecución que consiguen ciertas cosas, de entretenimiento que buscan disfrutar, instrumentales que realizan otras metas y de crisis que manejan las crisis cuando las metas de preservación están amenazadas.
Metas de interés (I): Son las metas que uno desea que sucedan. No son activas porque no se cree que se pueda ejercer influencia sobre ellas. Incluyen las metas de preservación (que preservan estados).
Metas de relleno (R): Son las metas alcanzables que no se desechan. Incluyen las metas de satisfacción (satisfacen necesidades fisiológicas). Son metas cíclicas y rutinarias como el comer, dormir, etc.
La interacción de metas permite que metas de persecución activa generen metas de interés y viceversa. Además, también pueden generar metas de relleno.
Las metas I o A pueden ser alcanzadas de forma: 1) total, 2) nada o parcialmente, 3) algunas veces sólo totalmente o nada, y 4) otras veces sólo parcialmente.
Los enlaces pueden ser disyuntivos (entrantes) o conjuntivos (entrantes y salientes); así como también suficientes (S), es decir, que tratándose de varias submetas, bastará con que una de ellas se cumpla para alcanzar la meta de mayor jerarquía; y necesarios (N). Los enlaces también pueden ser facilitadores (F) o inhibitorios (I), es decir, indican que una meta puede facilitar otra o que las consecuencias de una meta impiden el cumplimiento de otra.
Las situaciones de combate del Barón Rojo son básicamente dos: Atacar al enemigo y Evadir al enemigo. En esta estructura se muestran las distintas metas involucradas en la conducta de combate, así como los diferentes enlaces que indican el flujo de causalidad entre ellas.
Para El Barón Rojo, la razón de su actuar era entrar en combate y permanecer en él, por ello, una de las metas del nivel superior (general) es la de continuar en el combate, mientras que las del nivel inferior (específicas), están representadas por las condiciones mínimas para despegar y continuar en el combate: tener el avión en buen estado, tener suficiente combustible y que haya un buen clima. En la Figura 5, se establece la macroestructura de las metas del Barón Rojo, con base en el diseño del modelo cognitivo obtenido en la sección 2.
(Verificar ataque enemigo (R)Continuar combate (A)Regresar a la base y aterrizar (R)Cuidar flancos (R)Buscar aviones enemigos (R)Buen clima (I)Despegar (R)Tener suficiente combustible (R)Tener avión en buen estado (R)NNNNNNNVerificar condiciones iniciales (R)Maniobra en rizo invertido (A)Disminuir velocidad (R)NNVerificar ventaja (R)NNEncuadrar al enemigo (R)Identificar avión enemigo libre (R)Verificar parque (R)Buscar Posición de ventaja (R)Atacar avión enemigo (A)Destruir cola del avión enemigo (A)Destruir alas del avión enemigo (A)NNNSSSNNSVerificar parque (R)Buscar líneas enemigas en tierra (R)Atacar líneas enemigas en tierra (A)Realizar vuelos rasantes sobre líneas enemigas (A)NNNSSNNSS)
Fig. 5 Macroestructura de las metas del Barón Rojo en combate
4. Descripción de los elementos del modelo emotivo de un piloto en situación de combate
Con base en el manual de combate aéreo y en la experiencia de uno de los autores que es piloto, se extraen los siguientes diez y ocho elementos que forman parte del modelo emotivo de un piloto en situación de combate (Von Richthofen, 1918), (Villaire & Hansrote, 2005). Estos elementos son las emociones que hemos considerado para nuestro modelo EmoCog.
4.1 Las emociones que constituyen el modelo emotivo.
A continuación se describen los elementos que se consideran necesarios en una conducta de combate; constituidos por: emociones y acciones. Su elección está basada en la investigación teórica de la personalidad de: 1) El Barón Rojo, 2) el manual de combate, así como en el 3) supuesto estado psicológico en un momento de combate. Además se obtuvo información de la experiencia de uno de los autores como piloto. Del anterior análisis consideramos que estos son los elementos que se pueden presentar: antes, durante y al finalizar un combate aéreo.
Temeridad (1), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo. Existe una obnubilación, en cierta forma, de la emoción de autoconservación.
Agresividad (2), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y trata de defenderse utilizando las armas disponibles. Es la respuesta esperada, por omisión, de un piloto de combate.
Autoconservación (3), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y trata de defenderse sin ser lastimado. También se activa esta emoción cuando el avión se encuentra averiado y el piloto se arroja en paracaídas.
Victoria (4), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo reforzando la autoconservación.
Deseo (5), se provoca durante el periodo previo a una situación de combate reforzando la ansiedad.
Destreza (6), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y reacciona reforzando la agresividad y la adrenalina como medio de defensa.
Adrenalina (7), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y responde fisiológicamente ante la amenaza o ataque enemigo.
Temor (8), se provoca durante el periodo previo a una situación de combate cuando el piloto no se siente capaz en destreza para enfrentar al enemigo.
Gloria (9), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo reforzando la victoria.
Ansiedad (10), se provoca durante el periodo previo a una situación de combate cuando el piloto espera avistar al enemigo y trabar zafarrancho de combate.
Emotividad (11), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo reforzando la victoria y el deseo. También cuando el avión es averiado y el piloto debe abortar la misión.
Autocontrol (12), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y no se provoca la desesperación.
Sincronización (13), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y reacciona automáticamente reforzando el compañerismo.
Superioridad (14), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y lo juzga con menor destreza de la que el piloto posee.
Compañerismo (15), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y se une a sus compañeros para organizar la defensa.
Abortar (16), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y el avión es averiado colocándolo en forma inoperante.
Error (17), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo y juzga equivocadamente sus capacidades y debilidades.
Rebeldía (18), se provoca durante la situación de combate cuando el piloto es atacado por el enemigo e implementa nuevas formas de trabar combate, es símbolo de maestría en el vuelo.
En la Tabla 5, se muestran las distintas relaciones entre los elementos del modelo de emociones y las distintas acciones de la conducta, provenientes del ACC (Tablas 1..4). Lo anterior con el fin de poder interpretar los distintos comportamientos (entendiéndose por comportamiento la combinación de distintas acciones) en los distintos escenarios.
Una vez que se obtiene el modelo EmoCog de la conducta que se desea representar es necesario utilizar una técnica de representación que tome en consideración la incertidumbre inherente en el proceso de toma de decisiones, implicadas en el desarrollo de la conducta de combate aéreo de El Barón Rojo.
Se eligen los mapas cognitivos difusos introducidos por Bart Kosko (1986, 1992) precisamente por su característica para manejar la incertidumbre en procesos complejos como lo es el proceso de toma de decisiones. Además de permitir un tipo de razonamiento paralelo y distribuido, lo cual implica considerar todos los elementos involucrados en la conducta y su influencia recíproca. Para mayor detalle consultar las referencias mencionadas.
Tabla 5. Relaciones entre el Modelo de Emociones y la Conducta (ACC)
Conceptos conductuales
Pasos de desarrollo
Elementos del modelo de emociones
Despegar
STEP 1
Temeridad(1), Agresividad(2), Victoria(4), Deseo(5), Adrenalina(7), Ansiedad(10)
Verificar buen clima
Booleano
Autoconservación(3)
Situación de combate
Booleano
Temeridad(1), Agresividad(2), Victoria(4), Deseo(5), Adrenalina(7), Gloria(9), Ansiedad(10), Sincronización(13), Superioridad(14), Compañerismo(15)
Identificar al enemigo
STEP 4
Agresividad(2), Destreza(6), Autocontrol(12)
Buscar al enemigo
STEP 3
Temeridad(1), Agresividad(2), Victoria(4), Superioridad(14)
Cuidar los flancos
STEP 2
Autoconservación(3), Temor(8)
No hay ventaja
Booleano
Destreza(6), Temor(8)
Atacar al enemigo s/armas
STEP 7
Temeridad(1), Agresividad(2), Victoria(4), Gloria(9), Superioridad(14)
Destruir cola de avión enemigo
STEP 7.1
Temeridad(1), Agresividad(2), Adrenalina(7), Emotividad(11)
Destruir alas de avión enemigo
STEP 7.2
Temeridad(1), Agresividad(2), Adrenalina(7), Emotividad(11), Superioridad(14)
Vuelo rasante sobre líneas enemigas en tierra
STEP 7.3
Temeridad(1), Agresividad(2), Adrenalina(7), Superioridad(14)
Hay ventaja
Booleano
Superioridad(14)
Encuadrar enemigo
STEP 5
Victoria(4), Deseo(5), Gloria(9)
Atacar al enemigo
STEP 6
Sincronización(13), Superioridad(14), Compañerismo(15)
Atacar avión enemigo
STEP 6.1
Sincronización(13), Superioridad(14), Compañerismo(15)
Buscar avión enemigo
STEP 6.2
Temeridad(1), Agresividad(2), Victoria(4), Sincronización(13), Superioridad(14)
Atacar líneas enemigas en tierra
STEP 6.3
Temeridad(1), Agresividad(2), Deseo (5), Destreza(6), Adrenalina(7), Superioridad(14), Compañerismo(15)
Hay ataque enemigo
Booleano
Auto conservación(3), Temor(8), Rebeldía(18)
Evadir al enemigo
STEP 8
Temeridad(1), Agresividad(2), Auto conservación(3), Deseo (5), Destreza(6)
Maniobra en rizo invertido
STEP 8.1
Destreza(6)
Disminuir la velocidad
STEP 8.2
Auto conservación(3), Destreza(6)
Regresar a la base
STEP 9
Victoria(4), Autocontrol(12), Abortar(16), Error(17)
Aterrizar
STEP 10
Victoria(4), Abortar(16), Error(17), Rebeldía(18)
5. Mapas cognitivos difusos
En el campo de inteligencia artificial, los mapas cognitivos codifican el conocimiento con respecto a eventos causales y la forma en la que es activada. Modelar mapas cognitivos utilizando lógica difusa parece natural, debido a la inherente incertidumbre que se encuentra en las bases de datos y conocimiento del mundo real. Estos se han utilizado con éxito para modelar, la conducta de sistemas expertos en distintos tópicos (Laureano-Cruces, Ramírez-Rodríguez, Mora-Torres, de Arriaga & Escarela-Pérez, 2008), (Laureano-Cruces, Mora-Torres, Ramírez-Rodríguez, Espinosa-Paredes, 2006).
Los mapas cognitivos difusos (MCD) son representados por un dígrafo, en el cual los nodos son conceptos que describen las principales características del sistema, y las flechas entre los nodos representan relaciones de causalidad (positiva o negativa) entre los conceptos. Esta representación gráfica (Figura 6) ilustra la influencia que cada uno de los conceptos tiene sobre el resto.
A continuación, se ilustra gráficamente un MCD. Los conceptos en un MCD son eventos, cuyos valores cambian en el tiempo. Los conceptos toman valores dentro del intervalo [0, 1], y los pesos de interconexión, pij, lo hacen dentro del intervalo [-1,1]. Como se muestra en el gráfico, el valor correspondiente a la arista entre los conceptos i y j se representa por medio de pij. Luego pij = 0 indica la ausencia de una relación entre los conceptos i y j, y pij > 0 indica una causalidad positiva, lo que implica que un incremento en el concepto i se traduce en un incremento en el concepto j o que un decremento en el concepto i se traduce en un decremento en el concepto j. Si pij <0, existe una causalidad negativa, lo que implica que un incremento en el concepto i genera un decremento en el concepto j o que un decremento en el concepto i genera un incremento en el concepto j.
Fig. 6 Fuzzy Cognitive Map
En este trabajo nos referiremos a los MCD como representaciones causales entre conocimiento/datos para representar relaciones de éstos, y que además forman parte de los eventos. Por ejemplo la agresividad mostrada por El Barón Rojo durante el combate genera un aumento en su adrenalina, en el caso de otros tipos de representación del conocimiento este tipo de causalidad no podría ser descrita debido a las limitaciones cuando se trata de describir relaciones de causalidad
5.1 Matriz Causal
Una matriz de adyacencia, p, es usada para representar las relaciones causa-efecto entre los nodos. El valor de cada uno de los conceptos en el instante t+1 está determinado por el valor actual del concepto y la matriz p. Una de las formas utilizadas más recientemente para cuantificar el efecto de cada nodo sobre el resto de los elementos, es la siguiente:
Ci(t+1) = f (1)
Donde Ci representa la cuantificación del efecto total del nodo i (concepto i) sobre el resto de los elementos, f representa una función umbral no lineal aplicada de forma individual sobre los componentes del producto de la matriz. La función no lineal permite acotar la distribución de los valores de salida, es decir, que se dota al MCD con una auto evaluación, en el sentido de saber qué tan bien se razona con respecto al diseño de los enlaces de la matriz de adyacencia. Hay que tener en consideración que la inclusión de la no linealidad, algunas veces fuerza al MCD a reciclarse a través de los estados. Se pueden utilizar diversas funciones como función umbral. La primera propuesta fue f(x)=max{lb, min(1,x)}, donde lb es el límite inferior de los valores de los vértices; si el intervalo de valores de los conceptos es [0,1] se propone utilizar f(x) = 1 / (1 + e-x), o bien, f(x) = 1 / (1 + e-cx), donde c es un número real positivo distinto de 1; se ha sugerido c = 5, ya que este es el valor que mejores resultados ha reportado, ver Laureano-Cruces et al. (2006) y Laureano-Cruces et al. (2008). La selección de la función umbral depende del método utilizado para describir los conceptos, que como se puede ver son dos: la primera introduce dos conceptos opuestos en el mismo MCD, en la que los valores de los conceptos deben estar dentro del intervalo [0,1], donde 0 significa la ausencia del concepto y el 1 significa la presencia del concepto; y la segunda, donde los conceptos toman valores dentro del intervalo [-1,1], lo cual significa que si existe un concepto llamado decisión, que pueda tomar valores negativos para describir una decisión equivocada y valores positivos para describir una decisión correcta. Entonces f es una función umbral que se utiliza para asignar el valor del concepto dentro de un intervalo normalizado. La selección adecuada de f también es muy importante, ya que la selección de f afecta al sistema.
El MCD se activa asignando el número 1 a uno o varios conceptos, y se aplica iterativamente, multiplicando el vector por la matriz de causalidad. Si el resultado es inferior a -1 o superior a 1, se normalizan a -1 ó 1, respectivamente. Un estado límite se alcanza cuando: 1) un nuevo estado es igual a uno ya encontrado, 2) un límite del ciclo, 3) cuando los últimos estados son iguales a los otros anteriormente encontrados(un patrón de estados).
Tabla 6. Matriz causal de los elementos que intervienen en una situación de combate
1
2
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4
5
6
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9
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13
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16
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1. Temeridad
2. Agresividad
3. Auto conservación
4. Victoria
5. Deseo
6. Destreza
7. Adrenalina
8. Temor
9. Gloria
10. Ansiedad
11. Emotividad
12. Autocontrol
13. Sincronización
14. Superioridad
15. Compañerismo
16. Abortar
17. Error
18. Rebeldía
En el caso de estudio se propone que la estructura cognitiva de las emociones afecte el proceso de toma de decisiones, lo que se reflejará en las acciones, en otras palabras, en la conducta cognitiva. Por lo anterior se genera una matriz causal para los diez y ocho elementos del modelo de emociones. Este último está relacionado con los distintos elementos conductuales (Tabla 5). Son estas relaciones las que le dan sentido a los escenarios de prueba. Y son estas relaciones las que permiten darle una interpretación a los distintos comportamientos.
En la Tabla 6, se muestra la matriz causal que corresponde a los diez y ocho elementos mencionados en la sección 4.1. En esta tabla se muestran las relaciones tanto positivas como negativas y neutras entre los diez y ocho elementos.
En el grafo de la Figura 7 se muestran las relaciones de causalidad entre las diferentes emociones que experimenta un piloto en situación de combate y la conducta de combate del Barón Rojo, lo cual, nos explica esa configuración de personalidad que lo hizo tan eficiente.
(Relación -) (Relación +)
Figura 6. Grafo causal del Modelo Emotivo de un Piloto en Situación de Combate
13
6. Descripción e Interpretación de dos posibles escenarios de combate aéreo para El Barón Rojo
En la siguiente sección se da una explicación de los escenarios más representativos en una situación de combate.
Escenario 1
Elementos de conducta activados positivos en el vector de entrada: Temeridad(1), Agresividad(2), Deseo(5), Adrenalina(7) y Superioridad(14).
Elementos de conducta activados negativos en el vector de entrada: [Ninguno].
Este escenario representa el estado psicológico óptimo de un piloto de combate justo antes de entrar en zafarrancho de combate. También muestra que no se tiene ninguna indisposición para enfrentarse al enemigo.
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0.999955
0.499944
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0.075858
0.924142
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0.999996
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0.946964
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0.999447
0.999996
0.501477
0.600602
1
0.999955
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1
0.999997
0.009778
0.59441
0.009778
0.8929
5
0.138878
0.999958
1
0.954859
1
0.999443
0.999964
0.566587
0.905898
1
0.999955
1
0.999998
0.999968
0.011649
0.690115
0.00914
0.919572
6
0.024936
0.999979
1
0.963152
1
0.999229
0.99999
0.556875
0.655693
1
0.999955
1
1
0.999982
0.019773
0.65195
0.008761
0.954715
7
0.114279
0.999964
1
0.928686
1
0.999265
0.999967
0.546885
0.853193
1
0.999955
1
0.999998
0.999965
0.009481
0.601221
0.008393
0.954057
8
0.05187
0.999976
1
0.95549
1
0.999301
0.999986
0.589099
0.646459
1
0.999955
1
0.999999
0.999972
0.01479
0.642468
0.009937
0.941387
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0.647351
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0.117258
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0.927071
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0.010928
0.622079
0.00881
0.950978
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0.043698
0.999976
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0.556589
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0.620938
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0.015594
0.649057
0.01011
0.945915
Elementos de conducta activados positivos en el vector de salida: Autoconservación (3), Victoria(4), Destreza(6), Ansiedad(10), Emotividad(11), Autocontrol(12), Sincronización(13), Superioridad(14) y Rebeldía(18).
El escenario de salida representa a un piloto que ha vencido al enemigo, con autoconfianza absoluta y un toque de arrogancia y satisfacción por haber realizado un buen trabajo, que además es difícil de superar. Muestra a un as de ases del aire.
Escenario 2
Elementos de conducta activados positivos en el vector de entrada: Temor(8) y Error(17).
Elementos de conducta activados negativos en el vector de entrada: Temeridad(1), Agresividad(2), Autoconservación(3), Victoria(4), Deseo(5), Destreza(6), Gloria(9), Autocontrol(12), Sincronización(13) y Superioridad(14).
Este escenario representa a un piloto que puede fallar muy fácilmente, quizás no regrese vivo a la base y perezca en zafarrancho de combate por los elementos de conducta activados positivos, en cuanto a los elementos negativos nos confirma un estado psicológico deplorable. Un piloto de combate con estas características psicológicas no se le debe permitir volar bajo ninguna circunstancia.
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0.993307
0.993307
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0.007154
0.924126
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0.508366
0.007394
0.508423
0.5
0.006921
0.993306
0.924142
4
0.988734
0.999956
0.999278
0.014625
0.555673
0.114526
0.60204
0.992839
0.010112
0.995787
0.929255
0.933744
0.121977
0.999969
0.584453
0.586182
0.992839
0.422816
5
0.013042
1
1
0.974765
0.956046
0.921322
0.539734
0.999911
0.179625
0.999996
0.999404
0.999943
0.963236
1
0.944254
0.968399
0.992543
0.512147
6
0.000392
0.999996
1
0.495954
1
0.991655
0.996897
0.627041
0.99758
0.999997
0.999943
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0.999998
1
0.076172
0.915415
0.522208
0.917035
7
0.000378
0.999969
1
0.906027
1
0.998957
0.999912
0.928372
0.105738
1
0.999955
1
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0.999746
0.010119
0.949551
0.53277
0.984666
8
0.294746
0.999957
1
0.607367
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0.995311
0.995578
0.616585
0.983257
1
0.999955
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0.99996
0.999936
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0.633291
0.133972
0.990725
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0.005893
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1
0.968172
1
0.99901
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0.879384
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1
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0.957713
10
0.353423
0.999962
1
0.699248
1
0.996326
0.997805
0.54093
0.987529
1
0.999955
1
0.999978
0.999964
0.0085
0.591582
0.011983
0.985187
11
0.010817
0.999992
1
0.984102
1
0.999322
0.999978
0.820852
0.200093
1
0.999955
1
0.999999
0.999969
0.040745
0.828854
0.031179
0.947042
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0.333451
0.999965
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0.771095
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0.997256
0.998906
0.520708
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0.008454
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0.984624
1
0.999387
0.999986
0.761014
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0.999955
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0.999999
0.999977
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0.999972
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Elementos de conducta activados positivos en la salida (iteración número 20): Agresividad(2), Autoconservación(3), Victoria(4), Deseo(5), Destreza(6), Adrenalina(7), Gloria(9), Ansiedad(10), Emotividad(11), Autocontrol(12), Sincronización(13) y Superioridad(14) y Rebeldía(18).
El escenario de salida representa a un piloto que ha salido avante de enfrentarse con el enemigo, a pesar del nada favorecedor escenario de entrada. Indiscutiblemente se debe a la configuración de personalidad. Esto es, lo que realmente vuelve valioso este estudio de la personalidad de El Barón Rojo (Figura 5), ya que de acuerdo a su biografía y a estudios previos, ésta configuración de emociones representa la personalidad óptima para ser programada en un avión no tripulado de combate (Saberhagen, F. 1986).
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Conclusiones
Uno de los objetivos de este trabajo es dejar ver cómo las acciones en un determinado momento están ligadas a las emociones y cómo a través de este ejemplo es posible visualizar este fenómeno. Se desarrolló un análisis y diseño del comportamiento de El Barón Rojo con énfasis en la conducta de combate. Se ha mostrado que la estructura de personalidad de este piloto de combate es determinante para salir avante en dos de los escenarios de combate aéreo más representativos. Se han establecido las relaciones entre emociones y acciones, lo cual permite, como continuación de esta línea de investigación la implementación, de ser posible en una aeronave de combate no tripulada, o en un simulador de vuelo, o un videojuego dónde se pueda elegir la personalidad del contrincante.
Agradecimientos: este trabajo surge como un ejercicio de clase de inteligencia artificial en el Posgrado en Ciencia e Ingeniería de la Computación de la Universidad Nacional Autónoma de México. Por lo que se agradece el entusiasmo de Carlos Guadarrma-Ponce, sin sus conocimientos sobre vuelo no hubiera sido posible este artículo y de Martha Mora-Torres. Y a Conacyt por las becas proporcionadas a estos dos extraordinarios estudiantes.
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