1.1. Motivação

Com a mudança no cenário mundial em razão da pandemia do Corona Vírus, a qual impactou diretamente nos atendimentos presenciais dos profissionais da psicologia, impulsionaram-se as buscas por novas formas de continuidade dos trabalhos, fazendo com que o atendimento por vídeo conferência e também a predileção a testes psicológicos, que sejam possíveis de serem executados de forma remota, ganhassem força.

No entanto alguns desafios vieram à tona, pois os sistemas atuais não possuem mecanismos capazes de tratar situações corriqueiras de consultórios, como a presunção do estado emotivo do paciente, a falta de atenção ou interesse, euforia, entre outras. Desta maneira se faz necessário a busca por soluções que ajudem a diminuir essas deficiências. Na figura 1 apresentamos a ideia central para capacitar os testes psicológicos computadorizados de recursos adicionais capazes de aprimorar seus resultados.

Figura 1 Triângulo de Sinergia para Estrutura de Testes Psicológicos Afetivos 

1.2. A Computação Afetiva

A inteligência e emoções diferenciam os seres humanos dos animais, fazem parte do comportamento de uma pessoa e de acordo com (^{Martínez-Miranda & Aldea, 2005}) certos sentimentos podem afetar seu desempenho e ate mesmo impedir que uma pessoa produza um resultado inteligente. Portanto, quando um computador pretende imitar o comportamento humano, ele não deve apenas pensar e raciocinar, mas também deve mostrar emoções.

A computação afetiva (C.A) visa atribuir aos computadores as capacidades humanas de observação, interpretação e criação de características de afeto,(^{Tan & National, 2005}). A pesquisa sobre afeto ou emoção pode ser traçada de hoje em dia até o século 19 (^{JAMES, 1884}), tradicionalmente, "afeto" raramente estava ligado a máquinas sem vida e era normalmente estudado somente por psicólogos. Entretanto isto vem mudando, como sabemos as pessoas expressam os afetos através de uma série de ações como expressões faciais, movimentos corporais, gestos, comportamento tonalidade de voz, e outros sinais fisiológicos como: frequência cardíaca, suor e etc., A C.A se utiliza desses dados para tentar mensurar o status afetivo do usuário, como pode-se observar na Figura 2.

Figura 2 Representação Genérica da Computação Afetiva 

Na computação afetiva podemos destacar três técnicas-chave mais ativas em pesquisas:

Como pode-se imaginar, a interação entre humanos e maquinas é definida como multimodal onde os participantes encontram um fluxo constante de expressões faciais, gestos, posturas corporais e construções gramaticais, assim na computação afetiva, os chamados sistemas multimodais unificam estas características, visando o melhor reconhecimento/compreensão de afetos e a geração expressões mais vividas na interação humano x computador (^{Camurri et al., 2001}), pesquisas sobre a geração artificial de emoções têm sido descritas, no entanto, é preciso muito trabalho para desenvolver um sistema artificial que simule a relação exata entre emoções e comportamento humano.

1.3. As Emoções

Um ser humano não é apenas inteligente e também emocional e, portanto, a emoção deve ser considerada quando tentamos simular como uma pessoa vai reagir perante uma determinada situação (^{MARTÍNEZ-MIRANDA; ALDEA, 2005}). A tomada de decisão muitas vezes é influenciada pelas emoções e, portanto, devem ser incorporadas ao processo de raciocínio ao se tentar modelar as reações humanas, particularmente quando essas reações podem afetar o comportamento de outras pessoas (por exemplo, dentro de equipes de trabalho, em treinamento e atividades de educação, etc.).

Mesmo que se tenha muito mais sutilezas de emoção do que temos palavras para descrever (DANIEL GOLEMAN, 1996), sabendo que pesquisadores ainda divergem e se esforçam para definir precisamente as que possam ser consideradas o azul, o vermelho e o amarelo dos sentimentos (RGB), de onde originam-se todas as combinações. Embora nem todos concordem, alguns teóricos propõem famílias básicas, onde os principais candidatos e alguns de seus familiares são:

O argumento para a existência de um conjunto de emoções centrais depende, até certo ponto, da descoberta de Paul Ekman e Wallace Friesen, da Universidade da Califórnia em San Francisco, de que expressões faciais específicas para quatro deles (medo, raiva, tristeza e alegria) são reconhecidas por pessoas em culturas de todo o mundo, incluindo povos pré-alfabetizados, sugerindo sua universalidade (EKMAN; FRIESEN, 1978). Para Ekman cada uma dessas famílias tem um núcleo emocional básico em seu âmago, com seus parentes saindo de lá em incontáveis ​​mutações. Nas extremidades estão os humores, que, são mais sutis e duram muito mais do que uma emoção (embora seja relativamente raro estar no calor da raiva o dia todo, por exemplo, não é tão raro estar em um humor rabugento e irritável, no qual surtos mais curtos de raiva são facilmente desencadeados). Além dos humores, estão os temperamentos, a prontidão para evocar uma determinada emoção ou humor que torna as pessoas melancólicas, tímidas ou alegres. E ainda além dessas disposições emocionais estão os distúrbios puros de emoção, como depressão clínica ou ansiedade persistente. Os experimentos de Ekman e Friesen sofreram uma ligeira revisão em 2002, em que pode-se destacar a contribuição do Dr. Joseph Hager na definição de um padrão comum para categorizar sistematicamente a expressão física das emoções, o que tem sido útil a psicólogos.

1.4. Os testes psicológicos e o apoio por computador

Os testes psicológicos são instrumentos que avaliam (medem ou fazem uma estimativa) de construtos (também chamados de variáveis latentes) que não podem ser observados diretamente. Tais como altruísmo, inteligência, extroversão, otimismo, ansiedade, entre muitos outros (^{Henrique & Borges, 2018}).

Se conhecemos bem uma pessoa, ou se observarmos o comportamento dela por um longo período, podemos afirmar que, na nossa opinião, ela é (ou não) altruísta, ansiosa, otimista, e assim por diante. O psicólogo, contudo, não tem essa informação da convivência pessoal e, na verdade, precisa de dados mais precisos do que os gerados pela convivência. Daí uma das necessidades de se aplicar os testes psicológicos.

Os Testes e avaliações psicológicas têm sido praticados desde pelo menos 2.200 anos atrás, onde podemos apontar o começo, nas testagens durante a dinastia Han (206 a.C) que foi executado como sistema de seleção para o império na China, enquanto sua forma ocidental moderna pode ser posicionada no final do século XIX, na França (Claudio Simon ^{Hutz, 2015}). No Brasil, O primeiro laboratório de psicologia foi fundado em 1907 e, em 1924, Medeiros Costa publicou o primeiro livro sobre testes psicoló gicos no país.

Desde então (^{Holmgard et al., 2016}), as formas de aplicabilidade básica de testes psicológicos têm seguido aproximadamente o mesmo modelo, em que os indivíduos são testados antes de algum limiar de ponto de decisão, como por exemplo: quando uma pessoa é elegível para se mudar para uma série diferente na escola, está se candidatando a uma nova posição, ou quando os efeitos de um programa de treinamento precisam ser avaliados. No entanto, (Holmgard et al., 2016) acreditam que a avaliação psicológica pode ser usada com maior efeito, aplicando-as não apenas nesses pontos limiares, mas com mais frequência e de forma contínua, apoiando na possibilidade de se utilizar os modelos computacionais para esta finalidade e Como foi mencionado em (^{Tao et al., 2005}), antes de desenvolver uma aplicação em que emoções e afetos desempenham um papel importante, algumas perguntas precisam ser respondidas, como:

Se tivermos respostas para essas perguntas, talvez seja necessário desenvolver um sistema em que emoções, traços de personalidade e humor devam ser levados em consideração.

2.1. O Módulo de CA

Para melhor esclarecer quais os recursos são implementados e agregados no sistema por meio deste módulo, pode-se exemplificar da seguinte maneira:

Após a validação dos dados do usuário e dos requisitos de dispositivos validados pelo Módulo de Requisitos, o sistema iniciará o Módulo de Interface que carregará de forma paralela o Módulo de CA;

O Módulo de CA inicializará a API de monitoramento, seja de terceiros ou de implementação própria, iniciando o processo de conversão dos dados coletados dos usuários, seja por meio de rastreamento de face, coleta de dados fisiológicos, análise de gestos corporais, interpretação de fala ou um motor de emoções multimodal, assim os dados são traduzidos em comportamento afetivo. Esses dados são armazenados em bases de dados (BD) ou simplesmente utilizados para consultas de padrões de intervenções previamente definidas, a depender das características da aplicação implementada, pode-se observar na figura 4 uma exemplificação genérica da funcionalidade do Módulo de CA, em destaque o rastreamento de expressões faciais, pois foram essas as técnicas utilizadas no sistema aqui apresentado.

Figura 4 Exemplificação do Módulo de CA 

A arquitetura aqui proposta adota uma abordagem de arranjo sistêmico com um módulo (CA) para tratar os aspectos emotivos, que segundo o ponto de vista deste trabalho, é viável para qualquer implementação de testes psicológicos computadorizados que necessitem tratar de alguma maneira as características emotivas do paciente.

3.1. O Diagrama de Caso de Uso

Segundo (^{Gilleanes T. A. Guedes, 2011}) o diagrama de casos de uso é o diagrama mais geral e informal da UML, utilizado normalmente nas fases de levantamento e análise de requisitos do sistema, embora venha a ser consultado durante todo o processo de modelagem e possa servir de base para outros diagramas. Apresenta uma linguagem simples e de fácil compreensão para que os usuários possam ter uma ideia geral de como o sistema irá se comportar. Assim, para facilitar o entendimento dos requisitos do modelo proposto, foi elaborado o diagrama de caso de uso apresentado na figura 6.

Figura 6 Diagrama de caso de uso da prova de conceito 

3.2. A aplicação

O processo de transferência do teste tradicional para forma computadorizada foi realizado seguindo o padrão de consultório, onde as imagens são apresentadas na tela do computador e o paciente escolhe a alternativa que responde à pergunta especifica do teste. Todas as perguntas são replicadas pelo computador por meio de sintetizador de texto para voz e o usuário pode falar a letra que corresponde a sua resposta, tocar na opção em caso de telas sensíveis ao toque ou clicar com o mouse na imagem correspondente.

Como podemos observar na figura 8, temos uma das etapas do teste onde é apresentada ao usuário uma imagem e as possíveis respostas para o questionamento realizado pelo computador, note que existe uma área em destaque em forma de recorte que apresenta informações adicionais do Módulo de CA em execução. Este recorte não é visível ao usuário final “paciente”, está apenas disponível a visualização para calibragem do motor de emoções utilizado.

O Módulo de Interface inicia o Módulo de CA, que a cada fase do teste monitora as expressões faciais do usuário em segundo plano, registrando e acionando o módulo de Interface em caso de status emotivos específicos. Nessa figura é apresentado dados da monitoração em tempo real do motor de emoções e também dados de controle da etapa do teste.

Figura 8 Tela do Sistema Desenvolvido 

Para monitorar, consultar e gravar os dados emotivos de interesse, assim como integrar os módulos de Interface e CA, foram implementados scripts de monitoramento. Esses scripts recebem os dados convertidos de imagens analisadas por meio de uma webcam, registrando as emoções capturadas em uma tabela no banco de dados, também é realizada consulta por padrões de intervenção especifica para tal status emotivo e, caso positivo, aciona o módulo de Interface para que seja executada a ação pré-definida.

Após completar todas a fases do teste o sistema informa ao usuário que o teste foi finalizado e libera acesso aos dados para a ferramenta de apoio, desenvolvida para acesso exclusivo do psicólogo, figura 9, onde é apresentando em detalhes o resultado tradicional do teste e também todos os dados capturados pelo Módulo de CA.

Na figura 9 é possível observar que por meio de gráficos e tabelas o psicólogo consegue extrair o resultado tradicional de forma rápida e também tem acesso informações que antes não eram possíveis de ser mensuradas sem a presença de um psicólogo. Pois os testes tradicionais não possuem um módulo de computação afetiva.

Figura 9 Sistema de Apoio e Visualização de Resultados 

O sistema de apoio organiza os dados brutos armazenados no banco de dados e apresenta ao usuário em forma de gráficos de picos, apontando se houve ocorrência de status emoções relevantes durante o teste. E possível explorar os dados e localizar em que etapa e quando ocorreu o ponto do pico.

Assim como os registros gráficos dos status emotivos, também é fornecido ao psicólogo uma relação de todas as intervenções sistémicas notificadas pelo Módulo de CA ao de Interface. Essas notificações foram inseridas no protocolo R2 tradicional, para exemplificar a possível utilização de adaptabilidade do sistema mediante aos comportamentos afetivos do usuário. Como por exemplo, um aviso sonoro mediante a falta de atenção do usuário ou mudança de fase.

A ferramenta passou pela análise de diferentes profissionais especializados em aplicação de exames psicológicos, onde a utilizaram em simulações, o que possibilitou a testagem das funcionalidades e comparações. Assim por meio de questionários e entrevistas, opinaram sobre as possibilidades e viabilidade de sua utilização.