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第四节
世界各国的“人工情感”

目前人工智能的研究发展已经达到了较高的水平,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。目前,世界各国已纷纷展开了对于人工情感的深入研究。

一、日本的“感性工学”

日本在20世纪70年代提出了“感性工学”的概念,但是当时关于“感性”的概念,在日本学术界还没有统一和明确的定义。日本东京大学的河内教授认为,人的精神活动可分为知、情、意三个方面,人的感觉器官存在两套组件(或系统),分别主管知性识别和感性识别,并产生出知性信息与感性信息两大类信息输送到大脑,再通过知、情、意的精神活动进行综合分析。其中,感性信息更多地与人的情感过程相联系,通常表现为主观性、多义性、不确定性、状态依存性等特性;知性信息更多地与人的认知过程相联系,通常表现为客观性、单义性、确定性、再现性等特性。

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,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。1996年日本文部省就以设立国家重点基金的方式开始支持“情感信息的信息学、心理学研究”的重大研究课题,并吸引了十几个大学和研究单位参加该课题。该课题的主要目的是把情感信息的研究从心理学角度过渡到心理学、信息科学等相关学科的交叉融合,每年还会召开日本感性工学全国大会。与此同时,一向注重经济利益的日本,在感性工学产业化方面也取得了很大成功。日本各大公司竞相开发、研究、生产了所谓的个人机器人产品系列。比如,日本某公司开发的情感机器人“小IF”,可从对方的声音中发现感情的微妙变化,然后通过自己表情的变化在对话时表达喜怒哀乐,还能通过对话模仿对方的性格和癖好。某公司开发的情感机器人“小辣椒”(pepper),配备了语音识别技术、呈现优美姿态的关节技术以及分析表情和声调的情绪识别技术,可与人类进行交流,还会综合考虑周围环境,积极主动做出反应。

“感性”一词在日文中的内涵丰富,由于文化和语言的不同,各国对感性一词有着不同的理解,加上感性工学的基本概念、理论体系、研究方法以及技术标准和规范还在不断地完善之中,各国对其命名亦会有多样的可能,但其理论体系和研究方法不会有根本的区别。

最早将感性分析导入工学研究领域的是日本广岛大学工学部的副教授长町三生。1970年,他以在住宅设计中开始全面考虑居住者的情绪和欲求为开端,研究如何将居住者的感性在住宅设计中具体化为工学技术,这一新技术最初被称为“情绪工学”。经过近20年的研究,从1989年开始,他发表了一系列关于感性工学的论文和著作,成为日本著名的感性工学研究专家。

首先将感性工学实用化,生产出第一批“感性商品”的是汽车产业。当时日产、马自达、三菱将感性工学引入汽车的开发研究中,一改过去“高级”“豪华”的设计定位,转为“方便”“简捷”“快乐”的设计定位。其中,日产汽车分析消费者心理,把突破造型外部形式作为研发中心;三菱汽车特别重视感性化的驾驶台的设计;位于广岛的马自达汽车则开发出具有个性化的车内装饰,在不改变物理性的前提下,将过去狭窄的车内空间设计出符合使用者心理的宽敞感和舒适感,从而获得了成功。据研究者介绍,“感性工学”这一名称的确定,来自马自达株式会社山本健一社长的建议。而正式确立“感性工学”名称,则是在1988年第十届国际人机工学会议上。

20世纪90年代,日本的产业界全面导入感性工学的技术和理念,住宅、服装、汽车、家电产品、体育用品、女性护理用品、劳保用品、陶瓷、漆器、装饰品等领域都将感性工学技术应用于新产品的开发研究。其中,纤维产业的应用与学术研究超过了汽车产业,处于领先地位。1993年,日本文部省开始研究感性工学发展的可能性,由政府投入财力支持学术界展开调研。1995年,日本学术会议举行首届“感性工学研讨会”,两年后“日本感性工学学会”成立。

二、欧洲各国的研究动态

欧洲各国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。英国科学家已研发出名为“灵犀机器人”(Heart Robot)的新型机器人,这是一种弹性塑胶玩偶,其左侧可以看到一个红色的“心”,而它的心脏跳动频率可以变化,通过程式设计的方式,机器人可对声音、碰触与附近的移动产生反应。

剑桥大学、MIT、飞利浦公司等通过实施“环境智能”“环境识别”“智能家庭”等科研项目来开辟这一领域。例如,MIT媒体实验室的情感计算小组研制的情感计算系统,通过记录人面部表情的摄像机和连接在人身体上的生物传感器来收集数据,然后由一个“情感助理”来调节程序以识别人的情感。如果你对电视讲座的一段内容表现出困惑,情感助理会重放该片段或者给予解释。MIT“氧工程”的研究人员和比利时IMEC(欧洲微电子中心)的一个工作小组认为,开发出一种整合各种应用技术的“瑞士军刀”可能是提供移动情感计算服务的关键。

三、中国的研究状态

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的多功能感知机项目,主要包括表情识别、人脸识别、人脸检测与跟踪、手语识别、手语合成、表情合成、唇读等功能,并与海尔公司合作研究了服务机器人。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。中国科学院自动化研究所主要研究基于生物特征的身份验证。中科院心理学所、生物所主要注重情绪心理学与生理学关系的研究。中国科技大学开展了基于内容的交互式感性图像检索的研究。中国科学院软件所主要研究智能用户界面。浙江大学研究虚拟人物及情绪系统构造等。走在国内情感计算技术领域前列的中国科学院自动化研究所,正在为其模式识别国家重点室投入巨资,从美国引进运动捕获系统、三维扫描仪等设备和相关的软件,以加快情感计算技术的步伐,并通过各种平台向嵌入式终端、游戏平台、个性化网页服务等应用领域转化。

“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(尤其是人的情感、意志、性格、创造)更全面、再一次的人工机器(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。

2003年12月,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、中国图像图形学会、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专家组联合在北京举办了第一届中国情感计算与智能交互学术会议。会议上,来自国内外的著名学者们交流了该领域发展的最新信息,主要涉及:脸部表情处理、情感计算建模方法、情感语音、姿态处理、情感与其他学科的分析、自然人机界面、情感机器人、可穿戴式计算和应用与系统等相关内容。与会者普遍对情感计算与智能交互的研究价值和应用前景给予了颇高的肯定,并认为该领域技术在信息经济时代的需求将越来越迫切。2005年10月,第一届国际情感计算和智能交互国际学术会议在北京召开,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。

四、人工情感大理论研究的侧重点与共同缺陷

目前,在人工情感方面主要有三大理论体系:美国的情感计算、日本的感性工学、中国的人工心理。综合起来,这三大理论体系各有自己的侧重点。

1.情感计算

即采用一定的物理手段收集情感相关信息,主要侧重于对情感的测量和识别,其中测量方法较多地集中在生理信号的测量,如利用人的生理信号监测病情。

2.感性工学

从“感性”的角度来研究关于信息处理的方法、过程以及用计算机实现的方法,偏重于对商品的观感和舒适感进行研究,而不太注重对情感交互能力的研究。

3.人工心理

即利用信息手段,对人的心理活动(尤其是人的情感、意志、性格、创造)的全面人工机器实现,其范围更加宽广,可以认为是人工智能在横向和纵深的进一步发展。人工心理目前着重于对混合智能系统中的适应性、情感交互能力以及认知方面的深层探索。

不过,这三大理论体系都有一个共同的缺陷,即:都没有把情感与价值联系起来,都没有揭示情感的本质,没有弄清情感运行的逻辑程序,都把情感的外部表现形式当作情感本身。 y5rHCqzdt99rEhzSZujV3/EgrE7Ld07tpm5J7RR4ZP5rtzBKZUAqeg4wAiRT1Jse

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