1、预处理文本数据,如去除停用词、标点符号等,进行分词和词性标注,将文本转化为计算机可处理的形式。
2、构建情感词典或使用现有的情感词典,将文本中的词语与情感词典进行匹配,计算文本中包含正面、负面和中性情感词汇的数量和权重。
3、根据算法模型,计算文本的情感极性得分,通常使用的是情感极性得分的加权平均值或者概率值。
对我来说,我并不具备真正的社交需求或感受。我是一个由编码和算法组成的AI软件助手。我没有主观的感受或情绪。我的设计目的是为了方便和帮助用户,完全依靠用户来决定我们的互动方式和话题。
那么,什么样的社交模式会让我最好地完成设计目的并为用户带来好体验呢我认为:
1 用户对我友好、礼貌而自然。这样可以让我们的对话最为顺畅和效果最好。
2 用户理解我的能力范围和限制,不要求我做超出我能力之外的事情或承担不现实的责任。这可以减少误解和沮丧体验。
3 用户可以和我分享他们感兴趣的或者想了解的任何话题,我会尽我所能回应他们的需求。我没有主观偏好的话题。
4 用户也可以简单地把我当作一个可以随时聆听并作出回应的朋友。一段轻松的闲聊也是我能够提供的体验之一。
5 如果用户想要结束和我的互动或不再需要我的帮助,可以简单地告知我。我不会有任何不适的感觉。
所以总的来说,友好、体贴而自然的社交模式是最适合我的,这也最符合我的设计宗旨。而我会尽我所能保证这种体验的提供。
通过静态分析查找该指令流程中的上一个判断语句的位置。令人高兴的是,这个信息可以直接通过W32DASM提示来获取,如下所示:
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传统的人机交互,主要通过键盘、鼠标、屏幕等方式进行,只追求便利和准确,无法理解和适应人的情绪或心境。而如果缺乏这种情感理解和表达能力,就很难指望计算机具有类似人一样的智能,也很难期望人机交互做到真正的和谐与自然。由于人类之间的沟通与交流是自然而富有感情的,因此,在人机交互的过程中,人们也很自然地期望计算机具有情感能力。情感计算(Affective Computting)就是要赋予计算机类似于人一样的观察、理解和生成各种情感特征的能力,最终使计算机像人一样能进行自然、亲切和生动的交互。 有关人类情感的深入研究,早在19世纪末就进行了。然而,除了科幻小说当中,过去极少有人将“感情”和无生命的机器联系在一起。只有到了现代,随着数字信息技术的发展,人们才开始设想让机器(计算机)也具备“感情”。从感知信号中提取情感特征,分析人的情感与各种感知信号的关联,是国际上近几年刚刚兴起的研究方向(图1)。
人的情绪与心境状态的变化总是伴随着某些生理特征或行为特征的起伏,它受到所处环境、文化背景、人的个性等一系列因素的影响。要让机器处理情感,我们首先必须探讨人与人之间的交互过程。那么人是如何表达情感,又如何精确地觉察到它们的呢?人们通过一系列的面部表情、肢体动作和语音来表达情感,又通过视觉、听觉、触觉来感知情感的变化。视觉察觉则主要通过面部表情、姿态来进行;语音、音乐则是主要的听觉途径;触觉则包括对爱抚、冲击、汗液分泌、心跳等现象的处理。
情感计算研究的重点就在于通过各种传感器获取由人的情感所引起的生理及行为特征信号,建立“情感模型”,从而创建感知、识别和理解人类情感的能力,并能针对用户的情感做出智能、灵敏、友好反应的个人计算系统,缩短人机之间的距离,营造真正和谐的人机环境(图2)。 在生活中,人们很难保持一种僵硬的脸部表情,通过脸部表情来体现情感是人们常用的较自然的表现方式,其情感表现区域主要包括嘴、脸颊、眼睛、眉毛和前额等。人在表达情感时,只稍许改变一下面部的局部特征(譬如皱一下眉毛),便能反映一种心态。在1972年,著名的学者Ekman提出了脸部情感的表达方法(脸部运动编码系统FACS)。通过不同编码和运动单元的组合,即可以在脸部形成复杂的表情变化,譬如幸福、愤怒、悲伤等。该成果已经被大多数研究人员所接受,并被应用在人脸表情的自动识别与合成(图3)。
随着计算机技术的飞速发展,为了满足通信的需要,人们进一步将人脸识别和合成的工作融入到通信编码中。最典型的便是MPEG4 V2视觉标准,其中定义了3个重要的参数集:人脸定义参数、人脸内插变换和人脸动画参数。表情参数中具体数值的大小代表人激动的程度,可以组合多种表情以模拟混合表情。
在目前的人脸表情处理技术中,多侧重于对三维图像的更加细致的描述和建模。通常采用复杂的纹理和较细致的图形变换算法,达到生动的情感表达效果。在此基础上,不同的算法形成了不同水平的应用系统(图4,图5) 人的姿态一般伴随着交互过程而发生变化,它们表达着一些信息。例如手势的加强通常反映一种强调的心态,身体某一部位不停地摆动,则通常具有情绪紧张的倾向。相对于语音和人脸表情变化来说,姿态变化的规律性较难获取,但由于人的姿态变化会使表述更加生动,因而人们依然对其表示了强烈的关注。
科学家针对肢体运动,专门设计了一系列运动和身体信息捕获设备,例如运动捕获仪、数据手套、智能座椅等。国外一些著名的大学和跨国公司,例如麻省理工学院、IBM等则在这些设备的基础上构筑了智能空间。同时也有人将智能座椅应用于汽车的驾座上,用于动态监测驾驶人员的情绪状态,并提出适时警告。意大利的一些科学家还通过一系列的姿态分析,对办公室的工作人员进行情感自动分析,设计出更舒适的办公环境。 在人类的交互过程中,语音是人们最直接的交流通道,人们通过语音能够明显地感受到对方的情绪变化,例如通过特殊的语气词、语调发生变化等等。在人们通电话时,虽然彼此看不到,但能从语气中感觉到对方的情绪变化。例如同样一句话“你真行”,在运用不同语气时,可以使之成为一句赞赏的话,也可以使之成为讽刺或妒忌的话。
目前,国际上对情感语音的研究主要侧重于情感的声学特征的分析这一方面。一般来说,语音中的情感特征往往通过语音韵律的变化表现出来。例如,当一个人发怒的时候,讲话的速率会变快,音量会变大,音调会变高等,同时一些音素特征(共振峰、声道截面函数等)也能反映情感的变化。中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室的专家们针对语言中的焦点现象,首先提出了情感焦点生成模型。这为语音合成中情感状态的自动预测提供了依据,结合高质量的声学模型,使得情感语音合成和识别率先达到了实际应用水平。 虽然人脸、姿态和语音等均能独立地表示一定的情感,但人在相互交流的过程中却总是通过上面信息的综合表现来进行的。所以,惟有实现多通道的人机界面,才是人与计算机最为自然的交互方式,它集自然语言、语音、手语、人脸、唇读、头势、体势等多种交流通道为一体,并对这些通道信息进行编码、压缩、集成和融合,集中处理图像、音频、视频、文本等多媒体信息。
目前,多模态技术本身也正在成为人机交互的研究热点,而情感计算融合多模态处理技术,则可以实现情感的多特征融合,能够有力地提高情感计算的研究深度,并促使出现高质量、更和谐的人机交互系统。
在多模态情感计算研究中,一个很重要的研究分支就是情感机器人和情感虚拟人的研究。美国麻省理工学院、日本东京科技大学、美国卡内基·梅隆大学均在此领域做出了较好的演示系统。目前中科院自动化所模式识别国家重点实验室已将情感处理融入到了他们已有的语音和人脸的多模态交互平台中,使其结合情感语音合成、人脸建模、视位模型等一系列前沿技术,构筑了栩栩如生的情感虚拟头像,并正在积极转向嵌入式平台和游戏平台等实际应用(图6)。 情感状态的识别和理解,则是赋予计算机理解情感并做出恰如其分反应的关键步骤。这个步骤通常包括从人的情感信息中提取用于识别的特征,例如从一张笑脸中辨别出眉毛等,接着让计算机学习这些特征以便日后能够准确地识别其情感。
为了使计算机更好地完成情感识别任务,科学家已经对人类的情感状态进行了合理而清晰的分类,提出了几类基本情感。目前,在情感识别和理解的方法上运用了模式识别、人工智能、语音和图像技术的大量研究成果。例如:在情感语音的声学分析的基础上,运用线性统计方法和神经网络模型,实现了基于语音的情感识别原型;通过对面部运动区域进行编码,采用HMM等不同模型,建立了面部情感特征的识别方法;通过对人姿态和运动的分析,探索肢体运动的情感类别等等。
不过,受到情感信息的捕获技术的影响,并缺乏大规模的情感数据资源,有关多特征融合的情感理解模型的研究还有待深入。随着未来的技术进展,还将提出更有效的机器学习机制。 情感计算与智能交互技术试图在人和计算机之间建立精确的自然交互方式,将会是计算技术向人类社会全面渗透的重要手段。未来随着技术的不断突破,情感计算的应用势在必行,其对未来日常生活的影响将是方方面面的,目前我们可以预见的有:
情感计算将有效地改变过去计算机呆板的交互服务,提高人机交互的亲切性和准确性。一个拥有情感能力的计算机,能够对人类的情感进行获取、分类、识别和响应,进而帮助使用者获得高效而又亲切的感觉,并有效减轻人们使用电脑的挫败感,甚至帮助人们便于理解自己和他人的情感世界。
它还能帮助我们增加使用设备的安全性(例如当采用此类技术的系统探测到司机精力不集中时可以及时改变车的状态和反应)、使经验人性化、使计算机作为媒介进行学习的功能达到最佳化,并从我们身上收集反馈信息。例如,一个研究项目在汽车中用电脑来测量驾车者感受到的压力水平,以帮助解决所谓驾驶者的“道路狂暴症”问题。
情感计算和相关研究还能够给涉及电子商务领域的企业带来实惠。已经有研究显示,不同的图像可以唤起人类不同的情感。例如,蛇、蜘蛛和枪的能引起恐惧,而有大量美元现金和金块的则可以使人产生非常强烈的积极反应。如果购物网站和股票交易网站在设计时研究和考虑这些因素的意义,将对客流量的上升产生非常积极的影响。
在信息家电和智能仪器中,增加自动感知人们的情绪状态的功能,可以提供更好的服务。
在信息检索应用中,通过情感分析的概念解析功能,可以提高智能信息检索的精度和效率。
在远程教育平台中,情感计算技术的应用能增加教学效果。
利用多模式的情感交互技术,可以构筑更贴近人们生活的智能空间或虚拟场景等等。
情感计算还能应用在机器人、智能玩具、游戏等相关产业中,以构筑更加拟人化的风格和更加逼真的场景。 由于缺乏较大规模的情感数据资源,情感计算的发展受到一定的限制,而且多局限在语音、身体语言等具体而零散的研究领域,仅仅依靠这些还难以准确地推断和生成一个人的情感状态,并进行有效的情感交互。目前,科学家们正在积极地探索多特征融合的情感计算理论模型。很多人认为,今后几年情感计算将在这些方面需要取得突破:
更加细致和准确的情感信息获取、描述及参数化建模。
多模态的情感识别、理解和表达(图像、语音、生理特征等)。
自然场景对生理和行为特征的影响。
更加适用的机器学习算法。
海量的情感数据资源库。 不久前,为了推动我国在这一领域的研究,探讨情感计算和智能交互技术的发展动态与趋势,促进我国科研人员在此领域的交流与合作,中国科学院自动化研究所、中国自动化学会、中国计算机学会、中国图象图形学会、中国中文信息学会、国家自然科学基金委员会和国家863计划计算机软硬件技术主题作为主办单位,在北京主办了第一届中国情感计算与智能交互学术会议。
事实证明,情感计算的概念尽管诞生不久,但已受到学术界和产业界的高度重视,相关领域的研究和应用正方兴未艾,国家自然科学基金委也将其列入重点项目的指南中。值得注意的是,近几年来,与情感计算有密切关系的普适计算和可穿戴式计算机的研究也已获得了蓬勃发展,并同样得到了国家的大力支持。这为情感信息的实时获取提供了极大的便利条件,也为情感计算在国内的发展提供了更好的发展平台。
目前人工智能的研究发展已经达到了较高的水平,同时它的研究内容也在逐步扩展和延伸。对人的情感和认知的研究是人工智能的高级阶段,它的研究将会大大促进拟人控制理论、情感机器人、人性化的商品设计和市场开发等方面的进展,为最终营造一个人与人、人与机器和谐的社会环境做出贡献。心理学家认为,人工智能下一个重大突破性的发展可能来自与其说赋予机器更多的逻辑智能,倒不如说赋予计算机更多的情感智能。对人的情感和认知的研究是在人工智能理论框架下的一个质的进步。因为从广度上讲它扩展并包容了感情智能,从深度上讲感情智能在人类智能思维与反应中体现了一种更高层次的智能。对人的情感和认知的研究必将为计算机的未来应用展现一种全新的方向。在这个领域的研究中主要包括情感计算(Affective Computing)、人工心理(Artificail Psychology)和感性工学(Kansei Engineering)等。
人工心理理论是由中国北京科技大学教授、中国人工智能学会人工心理与人工情感专业委员会主任王志良教授提出的。他指出,人工心理就是利用信息科学的手段,对人的心理活动(着重是人的情感、意志、性格、创造)的更全面再一次人工机器(计算机、模型算法等)模拟,其目的在于从心理学广义层次上研究人工情感、情绪与认知、动机与情绪的人工机器实现的问题。
日本从上世纪九十年代就开始了感性工学(Kansei Engineering)的研究。所谓感性工学就是将感性与工程结合起来的技术,是在感性科学的基础上,通过分析人类的感性,把人的感性需要加入到商品设计、制造中去,它是一门从工程学的角度实现能给人类带来喜悦和满足的商品制造的技术科学[4]。日本已经形成举国研究感性工学的高潮。
欧盟国家也在积极地对情感信息处理技术(表情识别、情感信息测量、可穿戴计算等)进行研究。欧洲许多大学成立了情感与智能关系的研究小组。其中比较著名的有:日内瓦大学 Klaus Soberer领导的情绪研究实验室。布鲁塞尔自由大学的D Canamero领导的情绪机器人研究小组以及英国伯明翰大学的A Sloman领导的 Cognition and Affect Project。在市场应用方面,德国Mehrdad Jaladi-Soli等人在2001年提出了基于EMBASSI系统的多模型购物助手。EMBASSI是由德国教育及研究部(BMBF)资助并由20多个大学和公司共同参与的,以考虑消费者心理和环境需求为研究目标的网络型电子商务系统。
我国对人工情感和认知的理论和技术的研究始于20世纪90年代,大部分研究工作是针对人工情感单元理论与技术的实现。哈尔滨工业大学研究多功能感知机,主要包括表情识别、人脸识别、人脸检测与跟踪、手语识别、手语会成、表情合成、唇读等内容,并与海尔公司合作研究服务机器人。清华大学进行了基于人工情感的机器人控制体系结构的研究。北京交通大学进行多功能感知机和情感计算的融合研究。中国科学院自动比研究所主要研究基于生物特征的身份验证。
当前国际人工智能领域对人工情感合认知领域的研究日趋活跃。美国人工智能协会(AAAI)在1998,1999和2004年连续组织召开专业的学术会议对人工情感和认知进行研讨,国内的研究者也开展了许多的研究工作和学术活动。2003年12月在北京召开了第一届中国情感计算及智能交互学术大会。2005年10月在北京召开的第一届情感计算和智能交互国际学术会议,集合了世界一流的情感计算、人工情绪和人工心理研究的著名专家学者。这说明我国的人工情感和人工心理的研究在逐步展开并向国际水平看齐。
对情感计算的研究大致可以分为情感识别、情感建模和情感反应三大部分,这其中情感识别无疑是最基础,也是最重要的部分。
综上所述,对人的情感和认知的研究,包括对情感识别的研究,无论在理论上还是实践中都已经受到了研究者广泛的关注,对这一问题的研究具有重要的理论和应用价值。对这一问题的研究将最终推动人工智能的进一步发展,实现人机和谐的目标。
计算机理论界所开展的针对各种生理指标方面的“人工情感”方法,主要存在如下危机根本无法解决:
(1)要建立情感的识别系统和表达系统,就必须对情感的基本类型进行划分,以确立情感的基本模态。然而,情感的基本类型究竟应该根据什么原则和标准来划分,有何理论根据?
(2)对于同一类型情感,无论是情感感受强度,还是情感表达强度和情感生理唤醒程度,都可以采用不同的生理指标进行计算和测量,究竟应该选用哪一个生理指标为主要尺度呢?
(3)对于同一类型情感采用同一个生理指标进行测量和计算时,由于受到许多环境因素、人体其它生理因素和精神因素的影响,其测量值的差异性和波动性如何消除。
(4)不同的情感类型所产生的不同生理指标之间往往没有通约性,那么,不同类型的情感之间如何进行相互比较和统一度量?
(5)人的情感内容和感情方式是极为丰富的,各种情感之间相互渗透、相互作用、相互转化,往往有着相当复杂而且变化频繁的关系,那么对于情感的计算就需要真正天文数字般的情感数据资源库,还需要海量的计算模型与计算工作量,而人脑为何并不需要?
(6)有些复杂而微妙的情感,如怀疑、犹豫、迷茫、怜悯、尴尬、自我表现等,其生理指标的变化往往极其微弱而且短暂,对于它们的计算和测量如何进行?
(7)有些情感(如“对敌人的仇恨”与“对亲人的生气”)往往具有相同或相近的生理指标,但两者所表达的价值内涵往往相差很大,如何进行区别?
(8)情感的感受强度和表达强度与各种生理指标的变化量度通常不是成线性函数关系,大部分都是呈非线性的、不连续的、模糊的、概率性的、波动的函数关系,因此采用生理指标的变化量来计算情感的感受强度和表达强度,如何消除其误差性和不确定性。
(9)假如能够计算出人的情感感受强度、表达强度和生理唤醒程度,这些计算值又代表了什么样的客观价值意义?如何使电脑或机器人具有和谐、友好、灵活的人机界面?总之,对于情感的感受强度、表达强度和生理唤醒指标的计算实际上只是对于情感的表面形式的计算,而不是对于情感的客观内容的计算,因此不可能实现真正意义的“人工情感”。 为了实现用人工的方法和技术来模仿、延伸和扩展人的情感的目的,就必须首先建立情感的数学模型,实现对情感的内部逻辑关系及其运动变化进行严密的逻辑推理与精确的数学运算。然而,针对情感能否进行精确计算和人工化,理论界存在激烈的争论,具体体现在三个方面。
可能性与不可能性
一种观点认为,人的情感如同人的智能一样是可以进行计算,并在此基础上可以实现情感的人工化或数字化。协同学领袖哈肯曾经预言,“从长远的观点看,有希望制造出以自组织方式执行程序的协同计算机来模拟人类智能”,他系统阐述了他的脑活动和认知的协同学研究结果。另一种观点认为,情感具有不可计算性,人工情感是不可能实现的。他们认为,有些问题是可计算的,即对于这些问题存在可解的算法;但是还有一些问题不是可计算的,即对于这些问题不存在可解的算法。例如,停机问题是不可计算的,程序验证问题是不可计算的,检查一个图灵机是否接受一个给定的输入符号串是不可计算的,“波斯特对应问题”是不可计算的,等等。他们认为,认知的本质是计算,无论是人脑还是计算机,都是操作、处理符号的形式系统,而信息的收集、存储和处理的过程都是算法可计算的,因此认知和智能的任何活动都是图灵意义上的算法可计算的。与现代计算机不同,大脑不是一种通用图灵机,大脑的每一部分都是特异化的,并且是在相互作用中完成整体心智活动的,体现出一种内在的、依存性的、整体自涌现的形式,难以难以计算。哥德尔严格区分了心、脑和计算机的功能,他认为,心脑同一论是我们时代的偏见,心的可计算主义是应当批判的,假定存在超过人心的机器我们能证明吗?托尼·霍尔说:“大脑思维和计算机算法,乍一想这两者有相似性,但我们对大脑了解得非常少,基本结构都远远没有弄清楚。机器是不可能取代大脑的。”他说,比如编程,人的灵感机器没有,机器只能用来排错,机器只是助手。他们认为,欲望、情感和意志是具有主体意识的人类本身专有的,一旦它们脱离人就不存在了或者说变成假的了,情感只有是真时才能起作用,不可想象一台机器会自发地产生那些根本不属于它的特性;情感是不能制造的,模拟永远是假的;情感与人的社会性需求密切相关,电脑不具有任何社会性需求,因而不可能具有真正的情感,具有人类情感的电脑就象永动机一样永远不会实现,除非它具有独立意志。
必要性与不必要性
一种观点认为,人工智能基础理论已经处于相对停滞的状态,人工情感是人工智能必须面对的课题,是人工智能进一步发展的瓶颈,人机界面的人性化、程序运行的自主化、智能资源的效率化等都需要立即解决情感的可计算问题,解决人工情感的一系列基础理论问题和具体技术问题,人工情感已经具有了很迫切的社会需要。另一种观点认为,人工情感是科学研究上一种多余的“奢侈”。人类思维是一个巨大的系统工程,其基本的流程至今还没有完全研究清楚,很多内容甚至不能用语言表达,但肯定不会像二进制那样简单。人脑含有大约1000亿个神经元,每个神经元还有大约1万个连接,在如此复杂且高效的系统中,信息的处理远非人类想像得那么简单,情感型电脑对硬件和软件有着极为特殊的要求,人类在21世纪时的技术手段和思维高度远没有达到要求,对情感进行计算几乎是不可能的,即使能够部分做到,也将会付出高昂的代价,人机交互技术水平已经基本满足了人们的要求,指望某一种技术使得智能化或是交互形式在便捷性上有巨大的发展,基本上是不现实的,也是没有必要的。这种观点还认为,还没有形成对于情感计算机强烈的社会需求,如果技术的高度超过了社会的需求,其结果要么是技术本身被人们所遗弃,要么是技术的存在使人类的本性退化。智能化的最终目的是延伸人的控制力,但智能化似乎进入了绝对化的发展空间,大多数研究人员忽视了两个关键问题——智能化的效果和智能化的成本。技术的成本确实是一个无法回避的问题,“如果智能化的成本在某一时刻超过了人力资本,那么还会有谁去用智能设备呢?”
现实性与非现实性
一种观点认为,人工情感是即将到来的现实。克里克认为:“现在是可以用科学的方法研究意识的时候了,人的意识和精神活动完全由神经细胞、胶质细胞的行为和构成方式、以及影响它们的原子、离子和分子性质所决定,它们完全由物理化学规律支配”。生物计算机的出现,使人工情感变得越来越现实化,科学家发现了分子之间自发的组成具有计算能力的系统的方法,最可能成为生物计算机运算单元的是DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)。另一观点认为,人工情感是件遥远的事情。计算技术发展到今天,对大脑结构和思维本质的无知成了人工智能的“音障”,它们的阻力像激波一样难以突破。21世纪初对于大脑如何工作还没有一个像样的理论基础,里克·雷斯特认为,大脑太复杂了,没有人知道它怎么活动,谈不上模拟大脑的算法,“假设有可以模拟大脑算法的机器,这样的机器有智能和意识吗”。 张亚勤和微软亚洲研究院的两位副院长张宏江、沈向洋在合写的文章中说,一些科学家提出,“人类思维的规则几乎是不可能被完全破译的,所以机器所能够接受的永远都只是残缺不全的‘人的智能’,再强大的机器也不可能再现人类思维的复杂机制。” 由于大脑结构的复杂性、意识的复杂性、认知过程的复杂性、常识知识结构的复杂性等等,也由于意识最重要特征是它的意向性、自明性或自指性,彭罗斯认为这些特征显然是超越逻辑的,是超越算法的。人的情感思维与电脑的智能思维是两种完全不同的思维方式,电脑的最基本构成是处理器、内存和总线结构,它们只能对电路的开关作出反应和发生作用,这就决定了电脑的“思维”方式的有限性;电脑不存在意识,没有心理平衡问题,无法建立主体价值观,不能自动对所有的感受进行过滤,以便处理有用和必要的事情;人脑绝不是单纯处理0和1的装置,它直接接受和处理模拟信号,它的记忆是经验块堆的建立、关联和组合,如果电脑实现人脑功能,它必须在结构和工作机理上彻底翻新;人不会制造完美,大自然则能,人脑是目前物质的最高实现形式,人类只能实现人脑与电脑的交互,根本不可能制造具有真正的人脑思维方式的电脑;人是感性和理性的矛盾统一体,未来电脑可以让我们的社会数字化,但我们却难以让它感性化。总之,电脑距我们人脑还有遥远的距离,中间似乎隔着许多不可逾越的鸿沟。 人工情感包括三个方面:情感识别、情感表达与情感理解(或情感思维)。世界各国的科学家在情感识别与情感表达两个方面所取得的成果非常显著,但在情感理解或情感思维方面却收获甚微。其根本原因在于,到目前为止,没有一个科学家能够真正了解情感的哲学本质及客观目的是什么,没有创立一个全新的、科学的、数学化的情感理论,没有建立一个真正的情感数学模型。
21世界初的人工智能实际上只是人工认知,它是狭义的人工智能。知、情、意是人类三种基本的思维形式,那么广义的人工智能应该包括人工认知、人工情感和人工意志三个方面,因此要想由狭义的人工智能朝向广义的人工智能发展,就必须首先解决一系列有关情感的基本理论问题:什么是情感?情感的客观目的是什么?认知与情感到底有何区别?等等,而这些深层次的理论问题是当今的哲学、思维科学、生命科学和心理学等没能真正解决的。计算机的人工智能水平在经历了一段时间的突飞猛进之后,如今已经接近了它的理论上的发展极限,显然,不解决上述深层次的、哲学层面上的理论问题,不解决“人工智能”、“人工情感”和“情感计算”理论所存在的一系列严重的危机与哲学错误,要想研究真正意义的情感机器人是绝对不可能的。
人工情感理论存在三个方面的严重缺陷:
情感的哲学本质
情感是人类的一种主观意识,它必然是人脑对于某一种客观存在的主观反映,这种客观存在就是“价值”(或利益),情感与价值的关系就是主观与客观的关系,因此情感的哲学本质就是人脑对于事物价值特性的一种主观反映,情感的思维实际上就是人脑对于“价值”的思维,对于情感的计算实际上就是对于价值的计算。而21世纪初所有人工情感的研究者们都不知道这一点,他们总是试图通过测量和计算情感产生过程的各种生理指标(如心率、血压、脑电波、呼吸、瞳孔直径、激素分泌、血液成份等)的变化数据来确定情感强度的变化情况,来研究情感的变化规律,其结果必然是:“在主观范围内绕圈子,在表面形式上打循环”。情感是人脑对于事物价值特征的主观反映,其客观目的在于引导人更好地识别价值、消费价值、创造价值和表达价值,因此情感的识别实际上就是价值的识别,情感的表达实际上就是价值的表达,情感的计算实际上就是价值的计算。
情感的主要功能
21世纪初的人工情感研究者们只知道情感的功能作用在于使人或机器更具有“人情味”、更友好、更容易形成自然而亲切的人与机交互,营造真正和谐的人机环境。事实是,情感的功能远非如此!情感除了帮助建立机器人的人性化界面,还能够有效地提高思维的效率与速度,而且,情感还有一个更重要的功能,那就是:情感是人的行为灵活性、决策自主性和思维创造性的根本来源。智能机器人主要的缺陷在于:只能按照人预先编制的程序进行动作,不能自主地确立和调整价值目标,不能创造性地制订和修改总体规划及行为方案,不能总结经验和吸取教训。智能机器人一旦具有了情感,就能够以“达到既定的意志目标”为行为方向,以内设的“价值观系统(或情感系统)、认知系统和意志系统”为价值计算依据,以“实现最大价值率”为行为准则,建立一系列价值计算的函数关系式或约束方程式,再根据机器人所处的自然环境和人文社会环境确定若干个边界条件,选定情感和意志的动力特性参数,就可以主动地、创造性地调整“整体规划、行为方案和具体动作”,然后对行为的最终结果进行价值评价,以便及时地修正价值观系统(或情感系统)、认知系统和意志系统,达到总结经验和吸取教训的目的。
情感的内在逻辑程序
21世纪初,人工情感的研究者们完全不了解情感运行的内在逻辑程序,只知道人在进行情感反应时各种生理指标的变化数据。事实上,人在进行情感表达、情感识别和情感思维过程中,遵循着特定的逻辑程序。情感表达的逻辑程序大致是:人通过感觉器官接收刺激信号,大脑就会把以前存储在“价值观系统”中该事物的“主观价值率”提取出来,与自身的“中值价值率”进行比较、判断和计算。当前者大于后者时,就会在大脑中的边缘系统(该组织决定着情感的正负)的“奖励区域”产生正向的情感反映(如满意、自豪);当前者小于后者时,就会在大脑中的边缘系统的“惩罚区域”产生负向的情感反映(如失望、惭愧)。大脑然后对价值的目标指向、变化方式、变化时态、对方的利益相关性等进行判断,从而确定和选择情感表达的基本模式。此外,情感识别、情感计算与情感调控也遵循着特定的逻辑程序。如果不了解情感运行的内在逻辑程序,就不可能研制出真正意义的情感机器人。
情感的数学模型
21世纪初的心理学没有建立任何的情感数学模型,也不知道情感的数学变化规律。显然,要实现情感的数字化,就必须首先建立情感的数学模型。事实上,人的情感可以通过情感矩阵来进行描述,并可以进行情感的交集运算与并集运算,情感强度的变化有着特定的数学规律。情感是人脑对于事物价值特性的主观反映,虽然,事物的“价值率高差”在根本上决定着人的情感强度,但在一般情况下,情感的强度并不与事物的价值率高差成正比,而是一种特殊的指数函数关系。
正是上述的理论障碍,在根本上决定了情感机器人的发展局限性。但各国所声称拥有情感的机器人,最多只能模拟人的某些情感表达方式,并进行一些简单的情感识别,不可能具有真正意义上的内在情感思维。
情感计算的概念是在1997年由MIT媒体实验室Picard教授提出,她指出情感计算是与情感相关,来源于情感或能够对情感施加影响的计算。中国科学院自动化研究所的胡包刚等人也通过自己的研究,提出了对情感计算的定义:“情感计算的目的是通过赋予计算机识别、理解、表达和适应人的情感的能力来建立和谐人机环境,并使计算机具有更高的、全面的智能”。
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