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第五节 情感识别

1.普京为何如此自信

有一个问题很有趣:机器的“智商”比人类要高很多(从数据运算能力就可以看出来),但是“机器”为什么一直没能与人类平起平坐呢?那是因为它只有“智商”,还没有“情商”。

人类的情商很大程度上体现在“洞察力”方面。洞察力的确是上帝赐给人类的一大法宝,人能从外界提取各种信息,然后依靠自己的逻辑思维,随时得出各种结论,从而作为自己行为的依据。这就是所谓的明察秋毫、察言观色。

但是工业4.0的巨大革新性就在于机器也开始有了“情商”。机器将拥有一种“明辨是非”的能力,而且这种辨别能力比人类要靠谱得多。为什么呢?因为人类既有偏见又有人性上的弱点,这两点都会影响一个人的判断力,只有机器才是最冷静的。

比如,普京在接受俄塔社采访时说:“俄罗斯将举办一场‘史无前例’的世界杯足球赛。2018年俄罗斯世界杯足球赛期间,国外的运动员、裁判、教练以及球迷可以免签证进入俄罗斯。”

我们知道,俄罗斯的反恐形势也是很严峻的,但是普京为什么敢采取这样一种措施呢?这是因为俄罗斯已经有了一个非常成功的安保案例,那就是索契冬季奥运会。

这次冬奥会期间俄罗斯政府投入使用了第三代生物识别VISystem(Vibra Image System)来检查人们的精神状态。该系统迅速对摄像头传入的人像数据进行实时分析,并运算出结论。VISystem是通过摄像机测量头部微小运动的振幅和频率,并基于振幅和频率评估当前个体的安全状态,帮助安保人员从成百上千人中寻找潜在的恐怖分子。

被检测者仅需用5~10秒走过摄像安检通道,就可以在无任何已知信息的情况下快速识别出有犯罪意图和暴力倾向的潜在危险人群。如果VISystem安检系统显示安全状态阈值大于60%,就意味着旅客的情绪和行为有异于常人,那么该旅客需要进行进一步安全检查(重复管制)。

下面是相关数据:

2700000名旅客经过安检。

在白天高峰时段有12万名旅客。

在一个工作点白天最大负荷为1200名旅客。

人员检查和系统识别决策用时:5~10秒。

在一个检查点每天捕获5~15名疑似危险分子。

所有的人员进入奥运会场必须通过50米长的VISystem视频安检通道,当然不会被搜身,就是从里面通过一下而已。绝大部分观众顺利通过安检通道,只有少部分情绪不稳的观众被VISystem识别出来,然后这些人由安保人员单独请出,实施进一步调查,结果发现其中:

76%是有犯罪倾向的禁止对象;

12%为人为技术操作失误;

4%是其他异常情况人群,如刚经历过感情波动;

仅有8%是被系统误检出来的正常人群。

也就是说,在VISystem安检系统捕获的人群中,有92%在进一步安检措施(重复管制)中发现违规行为,出错概率不超过8%。

即俄罗斯已经掌握了一项先进的技术:机器可以通过扫描一个人的表情来判断他是不是一个恐怖分子,而且非常精准。

索契奥运会的安检水平已经上升到了一个新的高度。这就是普京的信心来源。这也代表了机器已经可以攻克人类的心理防线,从而瓦解人类的阴谋!

中国目前反恐形势极其严峻,国家需要安全、稳定的社会环境,人民需要平安、祥和的生活环境,怎样才能更好地确保国家的安全和人民的安宁,一直是公安技术主管部门最关心的问题。国内多地公安技术主管部门正在通过亚洲产业科技创新联盟(简称亚创联,AITIA)引进VISystem项目。一旦VISystem被广泛地应用到各种安保设施上,中国的社会安全就真正做到了“防患于未然”,让犯罪分子在实施犯罪之前得到识别和制止。

2.情商的产生原理

那么,这一步是怎么做到的呢?先来看一下人的情商的产生原理。

人在表达某种情感时,会激活两种类型的肌肉:平滑肌和横纹肌。当大脑有意或无意地给身体发号施令时,身体动作或面部表情也会接受大脑的调控并作出反应。例如,人在害怕时会出现生理上的逃跑反应,血液从脸上回流到四肢特别是腿部,以做好搏斗或逃跑的准备。要进行这一动作,必须借助平滑肌的活动。这些肌肉分布在静脉、小静脉、动脉和小动脉周围,以保证运动时肌肉群的血管舒张和收缩。当平滑肌内的血液流空时,平滑肌就不能按横纹肌要求的速率作出反应。根据要达到的不同效果,平滑肌会用比平时慢很多的时间来作出反应。在这种情况下,情绪就有可能永久地停留在面部和身体上。例如,如果某人经常感到紧张,即使导致紧张的根源已经消除,他的面部仍然会在一段时间内保持紧张状态。另外,科学实验证明,即使经过严格的训练,人类也无法控制0.3秒内的情绪反应。

当人通过眼睛接收他人面部的刺激信号传递到大脑之中,大脑就会进行人脸检测、人脸图像预处理、人脸特征提取等程序,然后,把以前存储在大脑中的若干基本表情的人脸特征(即脸谱)提取出来,进行对比分析和模糊判断,找出两者的人脸特征最接近的某种基本表情。这时,大脑皮层就会接通该基本表情所对应的兴奋区与边缘系统的神经联系,从而产生愉快或痛苦的情感体验。同时,大脑皮层还会接通该基本表情所对应的兴奋区与网状结构的神经联系,从而确定愉快或痛苦的强度,这就是人的情感识别原理。

随着人脸的计算机处理技术(包括人脸检测和人脸识别)不断完善,利用计算机进行面部表情分析也就成为可能。机器就可以识别人脸的各种表情信息,来解读你的情绪。但是由于各种面部表情本身体现在各个特征点运动上的差别并不是很大,而表情分析对于人脸的表情特征提取的准确性和有效性要求比较高,因而难以顺利地实现。

比如嘴巴张开并不代表就是笑,也有可能是哭和惊讶等。所以,这里的识别一定是多维度的。所用到的识别维度有:灰度特征、运动特征和频率特征三种。灰度特征是从表情图像的灰度值上来处理,利用不同表情由不同灰度值来得到识别的依据;运动特征利用了不同表情情况下人脸的主要表情点的运动信息来进行识别;频率特征主要是利用了表情图像在不同的频率分解下的差别,速度快是其显著特点。具体的表情识别方法主要有三个:一是整体识别法和局部识别法,二是形变提取法和运动提取法;三是几何特征法和容貌特征法。当然,这三个发展方向不是严格独立的,恰恰相反,是相互联系、相互影响的,它们只是从不同侧面来提取所需要的表情特征,且都只是提供了一种分析表情的思路。

这就是机器的情商原理。

3.日本机器人

放眼望去,全世界都在这项技术上面发力。比如日本,日本一直想以人工智能作为工业4.0的切入点,日本在机器人的研发方面是世界领先的,而“情感识别”又是这一领域非常重要的技能,所以这也是日本的强项。软银移动早在2014年6月5日就宣布:将于2015年2月以19.8万日元(含税)价格推出具有情感识别功能的人型机器人“Pepper”。开发方面得到了软银关联公司——法国Aldebaran Robotics的协助,将由中国台湾富士康科技集团制造。

Pepper全身安装了25个传感器,头部装有一个麦克风、两个摄像头和一个3D传感器,可以自主移动而不碰到障碍物,因此,对人的表情、声调到喜悦及愤怒等情感均可识别。还能识别与人的距离以及人类发出声音的方向。

Pepper Aldebaran Robotics公司首席执行官Bruno Maisonnier在介绍机器人具备情感识别功能的优点时表示:“它不仅能用语音应答,还能结合使用最恰当的手势,营造融洽的交流氛围。”另外,它充电一次可工作12小时以上,充电需要6小时,作息方面和人类很相似。

软银移动社长兼首席执行官(CEO)孙正义表示:“我们的目标是开发出可理解人类情感并自主行动的机器人。”请注意:软银打算让机器人按照自己的意图采取恰当的行动,而不是直接执行人类编好的程序。这就是工业4.0时代的机器人同传统机器人的区别,此时的机器人才算拥有了“独立人格”,才具备了争取与人类平起平坐的资格。

该公司将导入一种机制,收集“如何做才能让人高兴”等数据,并将其保存在互联网上的“云AI”服务器中(云计算),他们从世界各地收集大量“人因何而高兴的”信息(大数据),然后找出相应的逻辑,这样可以加快机器人的学习速度,争取早日成为全球首个有“情商”的机器人。

不仅日本,德国弗劳恩霍夫集成电路研究所的研究人员为谷歌眼镜也增添了新功能,它可以对人的面部表情进行分析,甚至可以告诉你他们的真实年龄。

该研究所搭载在谷歌眼镜上的实时情绪识别App堪称世界首例。而且该软件高度的优化使这款软件几乎能够适应任何平台和操作系统,特别是像平板计算机和智能手机这样的移动设备。

这让智能眼镜帮助的对象不仅是正常人,还包括盲人、自闭症患者等,它会从周围人群中收集并解读出其中的信息,随时告诉使用者。

“如果我们能建立一个系统,让计算机能够机智地带着‘感情’去和人们打交道——也就是能够检测用户的情绪,并根据这些情绪调整自己的行为——那么人们使用计算机时一定会觉得更亲切、更高效。”孟加拉伊斯兰理工大学(Islamic University of Technology)在研发这套程序时如是说。

不得不承认的是,中国本身在智能分析、情感识别领域的技术实力和技术积累还很薄弱,中国在技术方面只有与其他国家互相融合、取长补短,才能使这项技术尽快服务于大众。我们上面所说的“情感识别公共安全检测技术(VISystem)”就是由亚创联(亚洲产业科技创新联盟,简称AITIA)引入中国的。放眼全球,VISystem也是“情感识别”技术领域最先进、最早投入使用的系统,而通过国际技术转移,可以使国际上成熟的先进技术提前数年服务于国内社会,并促进国内技术水平的发展和提高。

正像孙正义展望的那样:“小时候看《铁臂阿童木》时就想,将来机器人要是能理解情感就好了。”机器人有了独立的“情商”,就能互相交流,还能与人交流,于是成了地球的新型智慧物种。

4.机器会政变吗

一个令人担心的问题又来了,一旦机器具备了自我判断系统,会不会开始变得非常“自我”?比如,参观者帕特里斯在与机器人Pepper互动的过程中,Pepper竟然可以和他为一次猜谜游戏争论起来。所以,这就很容易使我们联想到好莱坞大片里机器同人争霸的情形。

人可以给机器设定一种程序,让机器一辈子都默默无闻地为我们工作。但关键是这种程序具备了独立运算能力,一旦它运算出了可以挣脱人类管控的方法了呢?另外一个问题是:人是有天性的,这些天性的本质是由人的基因产生的,基因就是大数据,机器身上也有大数据,它们会有天性吗?如果我们现在都看不透机器人的心思,就不要指望以后去看透它们了。

低等智慧在寻找高等智慧的连接,而高等智慧却在寻找更高等智慧的连接。虽然总有一只主动伸出的手,但是它只伸向高等的一方。如同人类总是在幻想同外星人取得沟通,但是从未想过跟自己创造的机器产生沟通一样。再顺着这个思路去想:人类会不会就是外星人创造的有“情商”的机器呢?

无论怎样,机器正在形成独立人格,一种跨界的沟通正在建立,今后人和机器没有绝对的界限,或许刚开始是平等交流,到后来就是相提并论,然后就是互相揣摩。说不定早晚会有这样一天:机器邀请人类坐在谈判桌上,然后与人类大谈自由、平等、民主…… vlceBRl7o+iVAm3amgSd0iIMCm2PJg1Duvccgr0WS8D2YUO5AO4wn+Y4SHswqYRb

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