Dottorando in Ingegneria Informatica E Dei Sistemi , 39o ciclo (2023-2026)
Dipartimento di Automatica e Informatica (DAUIN)
Docente a contratto e/o collaboratore didattico
Dipartimento di Automatica e Informatica (DAUIN)
Profilo
Dottorato di ricerca
Argomento di ricerca
Towards Believable Virtual Humans
Tutori
Keywords
Biografia
La mia ricerca si concentra sui Virtual Humans — agenti artificiali che sembrano e agiscono come esseri umani in applicazioni di Extended Reality (XR) e piú in generale in applicazioni virtuali 3D real-time. I Virtual Humans trovano applicazione in un'ampia gamma di domini, tra cui istruzione, formazione, sanità ed intrattenimento. In molti di questi contesti, la loro efficacia è strettamente legata alla loro believability: il grado in cui gli utenti li percepiscono come agenti coerenti, reattivi e credibili, piuttosto che come sistemi basati su script predefiniti.
Il tema centrale della mia ricerca è la believability come proprietà sistemica dei Virtual Humans — non riducibile a un singolo canale espressivo, ma emergente dall'integrazione coerente di espressività emotiva, comportamento cognitivo e capacità di interazione. Questa prospettiva si è evoluta nel corso del dottorato: il lavoro iniziale si è concentrato su singole modalità espressive, mentre gli sviluppi successivi — in particolare l'avvento dei Large Language Models e delle architetture di Agentic AI — hanno reso possibile un approccio più integrato alla progettazione degli agenti.
La ricerca è strutturata attorno a tre obiettivi interconnessi:
Obiettivo 1 — Espressività emotiva believable. Studio e valutazione di metodi per la simulazione credibile delle emozioni negli agenti virtuali, tra cui le espressioni facciali tramite il Facial Action Coding System (FACS) e il linguaggio del corpo attraverso tecniche di generazione Text-To-Motion. La qualità percepita di queste modalità viene valutata tramite user study che misurano believability e autenticità.
Obiettivo 2 — Framework integrato per Virtual Humans believable in XR. Progettazione e implementazione di un'architettura agente (A.D.A.M.O.) che integra percezione multimodale, ragionamento basato su LLM/VLM e modellazione dello stato affettivo-cognitivo in un loop decisionale coerente. Questo riduce la dipendenza dallo scripting manuale e aumenta la generalizzabilità dell'agente in scenari di interazione situata — sia agent-user che agent-environment — in contesti di eXtended Reality.
Obiettivo 3 — La believability come costrutto di valutazione. Esplorazione della believability come costrutto multidimensionale e sviluppo di protocolli di valutazione che combinano questionari UX, dati comportamentali (frequenza di interazione, traiettorie dell'utente, eye-tracking) e metriche task-based.
La metodologia alterna fasi di sviluppo a fasi di valutazione empirica. Sul piano dello sviluppo, vengono progettati e implementati componenti orientati alla believability — tra cui l'espressività emotiva e le capacità di interazione situata. Sul piano della valutazione, vengono condotti user study in ambienti XR, utilizzando scale di presenza, questionari di believability e dati comportamentali raccolti durante l'interazione.
Didattica
Insegnamenti
Corso di laurea magistrale
- Game Design and Gamification. A.A. 2024/25, INGEGNERIA DEL CINEMA E DEI MEZZI DI COMUNICAZIONE. Collaboratore del corso
Corso di laurea di 1° livello
- Informatica. A.A. 2025/26, INGEGNERIA AEROSPAZIALE. Collaboratore del corso
- Informatica. A.A. 2024/25, INGEGNERIA AEROSPAZIALE. Collaboratore del corso
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Pubblicazioni
Pubblicazioni più recenti Vedi tutte le pubblicazioni su Porto@Iris
- Calzolari, Stefano; Montanha, Rubens; Schneider, Gabriel; Wide, Gustavo; Knob, Paulo; ... (In stampa)
LLM-Driven Personalities for Decision Making in Emergency Simulations. In: International Conference on Computer Animation, Social Agents, and Extended Reality CASAXR 26, Ginevra (CH), Giugno 1-3, 2026
Contributo in Atti di Convegno (Proceeding) - Pecora, Alessandro Emmanuel; Calzolari, Stefano; Strada, Francesco; Bottino, Andrea (In stampa)
A.D.A.M.O. (Agent for language-Driven Actions with Multimodal Observations): A Visual-Symbolic Framework for Virtual Humans. In: International Conference on Computer Animation, Social Agents, and Extended Reality (CASAXR26), Geneva (Switzerland), 1-3 June 2026. ISSN 0302-9743
Contributo in Atti di Convegno (Proceeding) - Calzolari, Stefano; Annicchiarico, Ciro; Strada, Francesco; Bottino, Andrea (2026)
From Words to Emotions : Evaluating Text-to-Motion Body Language for Believable Emotions in Virtual Humans. In: International Conference on eXtended Reality (XR Salento) 2025, Otranto, Italia, June 17–20, 2025, pp. 134-153. ISSN 0302-9743. ISBN: 978-3-031-97777-0
Contributo in Atti di Convegno (Proceeding) - Calzolari, Stefano; Strada, Francesco; Bottino, Andrea (2026)
Toward Believable Emotions: Evaluating FACS Coding for Virtual Human Expressions. In: IEEE CONSUMER ELECTRONICS MAGAZINE, vol. 15, pp. 22-32. ISSN 2162-2248
Contributo su Rivista - Calzolari, Stefano; Strada, Francesco; Bottino, Andrea (2024)
The quest for believability: exploring FACS adaptations for emotion facial expressions in virtual humans. In: IEEE Games Media Entertainment (GEM) 2024, Torino (ITA), 05-07 June 2024. ISBN: 979-8-3503-7453-7
Contributo in Atti di Convegno (Proceeding)