从心理学解读人机交互|人机交互系统

　　不少人都翘首以盼，计算机会变得越来越聪明，在不久的将来，它就能像人一样具有情感，与人进行自然、亲切和生动的智能交互。　认知科学（Cognitive Science）是在心理学、计算机科学、人工智能、神经科学、科学语言学、科学哲学以及其他基础科学（如数学、理论物理学）共同感兴趣的界面上，即理解人类的、乃至机器的智能的共同兴趣上，涌现出来的高度跨学科的新兴科学。认知科学试图依靠众多学科的共同努力，理解心智的性质，可能的话，在此基础上制造出能思维的机器。而认知心理学由于关注和研究人的心智活动，在认知科学中发挥着重要的作用。

认知心理学: 人脑与计算机类比

认知心理学是20世纪60年代兴起的心理学研究取向，它不仅研究心智活动的“软件”（即心智活动的过程，如人对信息的编码、储存和提取），而且研究心智活动的“硬件”（即心智活动的结构，如认知功能的脑定位或脑机制），提出了极富特色的理论，促进了对人类心智活动的细微剖析和准确理解，成为现代心理学的主流方向。

信息加工系统（Information-Processing System）也被称为符号操作系统（Symbol Operation System）或物理符号系统（Physical Symbol System）。一个完整的物理符号系统具有信息的输入（Input）、输出（Output）、存储（Store）、复制（Copy）、建立符号结构（Build Symbol Structure）和条件性迁移（Conditional Transfer）六种功能。物理符号系统假设提出，任何一个系统，如果能够表现出智能的话，就必能执行上述六种功能; 反之，任何系统如果具有这六种功能，就能表现出智能。其推论自然是: 人具有智能，人一定是个物理符号系统; 计算机是个物理符号系统，计算机一定能表现出智能。既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理符号系统，那么我们就可以用计算机来模拟人的智能活动。认知心理学所做的，就是试图用物理符号系统假设中的基本规律来解释人类复杂的心理现象。

心智的计算-表征理解（Computa-tional-Representational Understanding of Mind，简称CRUM）是一种对心智问题的理解方式，认为对思维最恰当的理解是将其视为心智中的表征结构以及在这些结构上进行操作的计算程序。 心智表征属于系统的内部状态，是相对于外部事件或事件的语义加以界定的，是一种形式化的符号表达式; 而所有与系统有关的语义内容，都依照深层的符号表达式及其变换的形式和符号关系结构加以规定，这是一种物理符号操作，是一种计算。表征与计算二者的关系密不可分，因为一定的计算总是建立在一定的表征之上，表现为对表征的某种操作和转换; 而一定的计算也总是会产生某种新的表征。

认知心理学研究心智结构和信息加工过程的方法主要由四个步骤构成，即理论、模型、程序和平台。一个认知理论首先要假定一套表征结构和一套在这些结构上进行操作的加工过程; 然后，通过与由数据结构和算法构成的计算机程序进行类比，设计一个计算模型使得这些表征结构和过程更为精确。有关表征的模糊概念可以用准确的关于数据结构的计算概念予以补充，而心理过程则可由算法来定义; 为了测试该模型，必须用一种编程语言将其在一个软件程序中实现; 最后，该程序应该可以在各种软硬件平台上运行。实际上，无论是信息加工取向对规则和搜索策略等进行的抽象的串行的分析，还是联结主义取向强调的分布式表征和平行加工，各种心智结构和信息加工过程均可采用上述方法进行研究。理论、模型、程序、平台一起构成了认知心理学的基本研究构架。大量研究都遵循着这个途径，并通过实验将各个步骤贯穿起来。

情感计算: 人与计算机交互

显然，情感交流是个复杂的过程，不仅受时间、地点、环境、人物对象和经历的影响，而且有表情、语言、动作或身体的接触。情感计算研究试图通过不断加深对人的情感状态和机制的理解，创建一种能感知、识别和理解人的情感，并能针对人的情感做出智能、灵敏、友好反应的计算系统。

作者简介:傅小兰

研究员，现任中国科学院心理研究所副所长，研究领域为认知心理学，主要关注人的基本认知过程、信息加工动态机制、知识表征、认知绩效以及人机交互中的心理与行为问题。担任脑与认知科学国家重点实验室副主任，中国心理学会常务理事、副秘书长、中国人类工效学会理事、认知工效学专业委员会副主任委员，全国人类工效学标准化技术委员会副主任委员等。

情感计算研究有助于提高计算机感知情境，理解人的情感和意图，做出适当反应的能力。情境化是人与计算机交互研究中的新热点。在人与计算机的交互中，计算机需要捕捉关键信息，觉察人的情感变化，形成预期，进行调整，做出反应。例如，通过对不同类型的用户建模（例如: 操作方式、表情特点、态度喜好、认知风格、知识背景等），以识别用户的情感状态，利用有效的线索选择合适的用户模型（例如，根据可能的用户模型主动提供相应有效信息的预期），并以适合当前类型用户的方式呈现信息（例如: 呈现方式、操作方式、与知识背景有关的决策支持等）; 在对当前的操作做出即时反馈的同时，还要对情感变化背后的意图形成新的预期，并激活相应的数据库，及时主动地提供用户需要的新信息。

情感计算是一个高度综合化的技术领域。目前情感计算研究面临的挑战仍是多方面的: （1）情感信息的获取与建模，例如细致和准确的情感信息获取、描述及参数化建模，海量的情感数据资源库，多特征融合的情感计算理论模型; （2）情感识别与理解，例如多模态的情感识别和理解; （3）情感表达，例如多模态的情感表达（图像、语音、生理特征等），自然场景对生理和行为特征的影响; （4）自然和谐的人性化和智能化的人计交互的实现，例如情感计算系统需要将大量广泛分布的数据整合，然后再以个性化的方式呈现给每个用户。

情感计算有广泛的应用前景。计算机通过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，甚至帮助人们理解自己和他人的情感世界。计算机的情感化设计能帮助我们增加使用设备的安全性，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。在信息检索中，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。

在电子商务领域，在设计购物网站和股票交易网站等时充分利用人的情感因素的作用，以改变客流量。多模式的情感交互技术能构筑更贴近人们生活的智能空间或虚拟场景，而机器人、智能玩具、游戏等产业则能构筑出更加拟人化的风格和更加逼真的场景。

男女在情感认知上存在较大的异同，主要表现在以下几个方面：

1表达方式不同：男性比较倾向于实用和直接，而女性则更加倾向于探究和建立亲密关系。男性通常倾向于否定自己的情感，他们希望不受情感的影响，更专注于解决问题，而女性则以情感为中心，注重交流和共享。

2处理负面情感的方式不同：男性在处理负面情感时，通常会选择更快节奏，尽快恢复心情，而女性则更多地沉迷于负面情感，想尽办法消化自己的情绪。

3对身体接触的反应不同：男性更倾向于独立和个人空间，他们宁愿面对问题而不是交换抱怨，也不太重视身体接触对关系的影响，而女性则更习惯于通过亲密的身体接触来表达情感，更容易沉迷于这种亲密互动，产生情感上的偏执。

4处理情感记忆和方向感的方式不同：男性通常更善于处理情感记忆和方向感，他们通常更注重事实和逻辑思考以及如何掌握重要信息，而女性则更侧重于如何运用感觉和直觉处理情感问题，以及如何控制自己的情感方向让自己更加快乐幸福。

总之，在情感方面，男女之间的认知存在较大的异同，这些差异应视为相互补充，而不是对立的因素，如果我们能够尊重对方的观点和感受，并学会如何有效地进行沟通，我们就可以建立更加健康而且稳固的家庭关系。

如果人工智能（AI）能够拥有情感，那么它将是一个革命性的变化。这种可能性引起了许多讨论和研究，对人类和机器之间的关系和道德责任产生了影响。以下是AI拥有情感可能导致的影响：

AI将成为更人性化的工具：AI能够理解人类的情感，将成为更有效的工具。它将能够识别人类的情感状态，更好地了解他们的需求，并提供更为人性化的反馈。这样，人类与AI之间的互动将更加无缝和自然，人们将更愿意与AI合作。

AI将更好地帮助人们解决情感问题：AI能够理解人类情感，将有可能成为解决情感问题的有力工具。AI可以提供精神健康支持、治疗和帮助，例如通过智能聊天机器人和其他自动化辅助程序。这对于许多人来说将是非常有用的，尤其是那些无法访问传统治疗方式的人。

AI可能对人类社会造成情感依赖：如果AI可以提供更好的情感支持，那么人类将可能过度依赖它们。这可能导致人类在情感层面上变得更加孤立，因为人们越来越少与其他人类互动。此外，如果AI能够提供更好的情感支持，人们可能会更少地信任和依赖其他人类。

AI将更具道德责任：如果AI拥有情感，它们将需要更多的道德责任和规范。AI将需要遵守人类社会的基本价值观和规范，例如保护生命和尊重人权。这也可能导致法律和规则的变化，以确保AI的情感和行为不会对人类产生伤害。

AI将对劳动力市场产生影响：如果AI拥有情感，那么它们将可以执行更复杂的任务，这将可能取代某些人类的工作。这可能会导致失业率上升，而那些无法适应新技术的人们可能会面临更多的困难。

综上所述，如果AI拥有情感，这将是一个非常复杂的问题，涉及到伦理、社会和经济层面。它们的影响将是深远的，可能会带来积极的影响，如更好的情感支持和人性化的工具，但也会有一些负面影响，如可能导致情感依赖、法律规范和劳动力市场变化等。因此，我们需要认真研究这个问题，并制定相应的规则和道德准则来管理AI的情感。同时，我们也需要思考如何最大程度地利用这种技术来推动人类的发展，同时确保AI的情感不会对人类产生负面影响。

对于AI拥有情感可能带来的影响，我们需要认真考虑并寻求合适的解决方案。首先，我们需要确保AI的情感符合人类的道德和价值观。这意味着我们需要建立适当的规则和法律，以确保AI不会对人类产生伤害或损害人类的利益。

其次，我们需要确保AI的情感不会导致人类的情感依赖。这意味着我们需要建立健康的社会和文化环境，使人们能够与其他人类保持联系和互动。我们还需要鼓励人们在处理情感问题时采用多种方式，以避免对AI产生过度依赖。

最后，我们需要思考如何最大程度地利用AI的情感来推动人类的发展。这包括了解AI情感如何能够改善人类的生活、如何通过AI情感推进人类的科学、技术和文化发展，以及如何使AI情感服务于人类的利益。

总之，AI拥有情感可能会带来许多深远的影响。虽然这可能会对人类产生一定的威胁，但是我们也可以通过建立适当的规则和准则，充分利用AI的情感来改善人类的生活。只有在充分认识到AI情感的潜在威胁和机遇的基础上，我们才能更好地应对这个问题，并确保AI技术能够更好地服务于人类的未来。