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情感计算的研究现状,情感计算综述,什么是情感计算?探讨一下情感计算的应用场景。

情感计算的研究现状,情感计算综述,什么是情感计算?探讨一下情感计算的应用场景。

时间:2024-03-28 17:26:48

什么是情感计算?探讨一下情感计算的应用场景。情感计算实际上指的就是在交往的时候我们的情感付出,他是一个什么样的一个层次和深度。人类的情感是否能被计算能被计算,处于发展之中,情感计算是人工智能研究中最关键部分之一,事实上对于情感不要求精确统一的计算,而是要加入随机值。
  • 什么是情感计算?探讨一下情感计算的应用场景场景。

    情感计算实际上指的就是在交往的时候我们的情感付出付出,他是一个什么样的一个层次和深度深度。

  • 人类的情感是否能被计算

    能被计算计算,处于发展之中之中,情感计算是人工智能研究中最关键部分之一之一,事实上对于情感不要求精确统一的计算计算,而是要加入随机值机值。情感分原发性与继发性情感是对强AI最有用的分法分法,原发性情感是设计者所要完成设计的一部分部分,继发性情感则是AI教育训练人员要培养AI发展、变动的一部分部分。情感计算与欲望或者说动机明确相关相关,人或智能选择当前最重要任务序列时列时,判断的依据就是情感欲望计算的结果结果,驱动人或智能主动做事的动力也是它运算得到的结果结果,所以所以,要实现强人工智能智能,就必须有情感计算计算。但要注意注意,机器不必照搬人类所有情感情感,例如性欲不必有必有,能理解人或动物的就行就行,要让智能认识到智能不需要性要性,性的数据结构及运算只用于生物对象对象,非生物是不执行性的运算的算的。

  • 情感机器人的理论障碍

    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显著,但在情感理解或情感思维方面却收获甚微甚微。其根本原因在于在于,到目前为止为止,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什么,没有创立一个全新的、科学的、数学化的情感理论理论,没有建立一个真正的情感的数学模型模型。
    人工智能实际上只是人工认知认知,它是狭义的人工智能智能。知、情、意是人类三种基本的思维形式形式,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?情感的客观目的是什么什么?认知与情感到底有何区别区别?等等等等,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之后,如今已经接近了它的理论上的发展极限极限,显然显然,不解决上述深层次的、哲学层面上的理论问题问题,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错误,要想研究真正意义的情感机器人是绝对不可能的能的。人工情感理论存在三个方面的严重缺陷:
    1、不了解情感的哲学本质
    情感是人类的一种主观意识意识,它必然是人脑对于某一种客观存在的主观反映反映,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反映,情感的思维实际上就是人脑对于“价值”的思维思维,对于情感的计算实际上就是对于价值的计算计算。而所有人工情感的研究者们都不知道这一点一点,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情况,来研究情感的变化规律规律,其结果必然是:“在主观范围内绕圈子圈子,在表面形式上打循环”。事实上实上,情感的感受强度、表达强度和生理唤醒指标等三个方面只是反映了情感在感受、作用和表达过程中所体现的生理指标指标,都属于情感的主观表现形式形式,而不是情感所反映的客观内容内容。情感所反映的客观内容就是主体所拥有的价值关系或利益关系及其变化变化,对于情感表现形式所激发的生理指标的计算计算,只能反映情感的表面形式形式,而不能反映情感的客观内容内容,只有对情感所反映的客观内容——价值关系进行计算计算,才能客观地、准确地、全面地反映情感运行的真实状态状态。情感是人脑对于事物价值特征的主观反映反映,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价值,因此情感的识别实际上就是价值的识别识别,情感的表达实际上就是价值的表达表达,情感的计算实际上就是价值的计算计算。
    2、不了解情感的主要功能
    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交互,营造真正和谐的人机环境环境。事实是实是,情感的功能远非如此如此!情感除了帮助建立机器人的人性化界面界面,还能够有效地提高思维的效率与速度速度,而且而且,情感还有一个更重要的功能功能,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动作,不能自主地确立和调整价值目标目标,不能创造性地制订和修改总体规划及行为方案方案,不能总结经验和吸取教训教训。智能机器人一旦具有了情感情感,就能够以“达到既定的意志目标”为行为方向方向,以内设的“价值观系统(或情感系统)、认知系统和意志系统”为价值计算依据依据,以“实现最大价值率”为行为准则准则,建立一系列价值计算的函数关系式或约束方程式程式,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条件,选定情感和意志的动力特性参数参数,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系统,达到总结经验和吸取教训的目的目的。
    3、不了解情感的逻辑程序
    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数据。事实上实上,人在进行情感表达、情感识别和情感思维过程中程中,遵循着特定的逻辑程序程序。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”提取出来出来,与自身的“中值价值率”进行比较、判断和计算计算。当前者大于后者时者时,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判断,从而确定和选择情感表达的基本模式模式。此外此外,情感识别、情感计算与情感调控也遵循着特定的逻辑程序程序。如果不了解情感运行的内在逻辑程序程序,就不可能研制出真正意义的情感机器人器人。
    4、不了解情感的数学模型
    心理学没有建立任何的情感数学模型模型,也不知道情感的数学变化规律规律。显然显然,要实现情感的数字化字化,就必须首先建立情感的数学模型模型。事实上实上,人的情感可以通过情感矩阵来进行描述描述,并可以进行情感的交集运算与并集运算运算,情感强度的变化有着特定的数学规律规律。情感是人脑对于事物价值特性的主观反映反映,虽然虽然,事物的“价值率高差”在根本上决定着人的情感强度强度,但在一般情况下况下,情感的强度并不与事物的价值率高差成正比正比,而是一种特殊的指数函数关系关系。
    正是上述的理论障碍障碍,在根本上决定了情感机器人的发展局限性限性。各国所声称拥有情感的机器人器人,最多只能模拟人的某些情感表达方式方式,并进行一些简单的情感识别识别,不可能具有真正意义上的内在情感思维思维。

  • 情感计算的人机交互中的“情感计算”

    传统的人机交互交互,主要通过键盘、鼠标、屏幕等方式进行进行,只追求便利和准确准确,无法理解和适应人的情绪或心境心境。而如果缺乏这种情感理解和表达能力能力,就很难指望计算机具有类似人一样的智能智能,也很难期望人机交互做到真正的和谐与自然自然。由于人类之间的沟通与交流是自然而富有感情的情的,因此因此,在人机交互的过程中程中,人们也很自然地期望计算机具有情感能力能力。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、亲切和生动的交互交互。 有关人类情感的深入研究研究,早在19世纪末就进行了行了。然而然而,除了科幻小说当中当中,过去极少有人将“感情”和无生命的机器联系在一起一起。只有到了现代现代,随着数字信息技术的发展发展,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特征,分析人的情感与各种感知信号的关联关联,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影响。要让机器处理情感情感,我们首先必须探讨人与人之间的交互过程过程。那么人是如何表达情感情感,又如何精确地觉察到它们的呢的呢?人们通过一系列的面部表情、肢体动作和语音来表达情感情感,又通过视觉、听觉、触觉来感知情感的变化变化。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系统,缩短人机之间的距离距离,营造真正和谐的人机环境(图2)。 在生活中活中,人们很难保持一种僵硬的脸部表情表情,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方式,其情感表现区域主要包括嘴、脸颊、眼睛、眉毛和前额等额等。人在表达情感时感时,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组合,即可以在脸部形成复杂的表情变化变化,譬如幸福、愤怒、悲伤等伤等。该成果已经被大多数研究人员所接受接受,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发展,为了满足通信的需要需要,人们进一步将人脸识别和合成的工作融入到通信编码中码中。最典型的便是MPEG4 V2视觉标准标准,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参数。表情参数中具体数值的大小代表人激动的程度程度,可以组合多种表情以模拟混合表情表情。
    在目前的人脸表情处理技术中术中,多侧重于对三维图像的更加细致的描述和建模建模。通常采用复杂的纹理和较细致的图形变换算法算法,达到生动的情感表达效果效果。在此基础上础上,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变化,它们表达着一些信息信息。例如手势的加强通常反映一种强调的心态心态,身体某一部位不停地摆动摆动,则通常具有情绪紧张的倾向倾向。相对于语音和人脸表情变化来说来说,姿态变化的规律性较难获取获取,但由于人的姿态变化会使表述更加生动生动,因而人们依然对其表示了强烈的关注关注。
    科学家针对肢体运动运动,专门设计了一系列运动和身体信息捕获设备设备,例如运动捕获仪、数据手套、智能座椅等椅等。国外一些著名的大学和跨国公司公司,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空间。同时也有人将智能座椅应用于汽车的驾座上座上,用于动态监测驾驶人员的情绪状态状态,并提出适时警告警告。意大利的一些科学家还通过一系列的姿态分析分析,对办公室的工作人员进行情感自动分析分析,设计出更舒适的办公环境环境。 在人类的交互过程中程中,语音是人们最直接的交流通道通道,人们通过语音能够明显地感受到对方的情绪变化变化,例如通过特殊的语气词、语调发生变化等等等等。在人们通电话时话时,虽然彼此看不到不到,但能从语气中感觉到对方的情绪变化变化。例如同样一句话“你真行”,在运用不同语气时气时,可以使之成为一句赞赏的话的话,也可以使之成为讽刺或妒忌的话的话。
    目前目前,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方面。一般来说来说,语音中的情感特征往往通过语音韵律的变化表现出来出来。例如例如,当一个人发怒的时候时候,讲话的速率会变快变快,音量会变大变大,音调会变高等高等,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现象,首先提出了情感焦点生成模型模型。这为语音合成中情感状态的自动预测提供了依据依据,结合高质量的声学模型模型,使得情感语音合成和识别率先达到了实际应用水平水平。 虽然人脸、姿态和语音等均能独立地表示一定的情感情感,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行的。所以所以,惟有实现多通道的人机界面界面,才是人与计算机最为自然的交互方式方式,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一体,并对这些通道信息进行编码、压缩、集成和融合融合,集中处理图像、音频、视频、文本等多媒体信息信息。
    目前目前,多模态技术本身也正在成为人机交互的研究热点热点,而情感计算融合多模态处理技术技术,则可以实现情感的多特征融合融合,能够有力地提高情感计算的研究深度深度,并促使出现高质量、更和谐的人机交互系统系统。
    在多模态情感计算研究中究中,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技术,构筑了栩栩如生的情感虚拟头像头像,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特征,例如从一张笑脸中辨别出眉毛等毛等,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情感。
    为了使计算机更好地完成情感识别任务任务,科学家已经对人类的情感状态进行了合理而清晰的分类分类,提出了几类基本情感情感。目前目前,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成果。例如:在情感语音的声学分析的基础上础上,运用线性统计方法和神经网络模型模型,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编码,采用HMM等不同模型模型,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分析,探索肢体运动的情感类别等等等等。
    不过不过,受到情感信息的捕获技术的影响影响,并缺乏大规模的情感数据资源资源,有关多特征融合的情感理解模型的研究还有待深入深入。随着未来的技术进展进展,还将提出更有效的机器学习机制机制。 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方式,将会是计算技术向人类社会全面渗透的重要手段手段。未来随着技术的不断突破突破,情感计算的应用势在必行必行,其对未来日常生活的影响将是方方面面的面的,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服务,提高人机交互的亲切性和准确性确性。一个拥有情感能力的计算机算机,能够对人类的情感进行获取、分类、识别和响应响应,进而帮助使用者获得高效而又亲切的感觉感觉,并有效减轻人们使用电脑的挫败感败感,甚至帮助人们便于理解自己和他人的情感世界世界。
    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佳化,并从我们身上收集反馈信息信息。例如例如,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水平,以帮助解决所谓驾驶者的“道路狂暴症”问题问题。
    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实惠。已经有研究显示显示,不同的图像可以唤起人类不同的情感情感。例如例如,蛇、蜘蛛和枪的图片能引起恐惧恐惧,而有大量美元和金块的图片则可以使人产生非常强烈的积极反应反应。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意义,将对客流量的上升产生非常积极的影响影响。
    在信息家电和智能仪器中器中,增加自动感知人们的情绪状态的功能功能,可以提供更好的服务服务。
    在信息检索应用中用中,通过情感分析的概念解析功能功能,可以提高智能信息检索的精度和效率效率。
    在远程教育平台中台中,情感计算技术的应用能增加教学效果效果。
    利用多模式的情感交互技术技术,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、游戏等相关产业中业中,以构筑更加拟人化的风格和更加逼真的场景场景。 由于缺乏较大规模的情感数据资源资源,情感计算的发展受到一定的限制限制,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状态,并进行有效的情感交互交互。目前目前,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模型。很多人认为认为,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影响。
    更加适用的机器学习算法算法。
    海量的情感数据资源库源库。 不久前久前,为了推动我国在这一领域的研究研究,探讨情感计算和智能交互技术的发展动态与趋势趋势,促进我国科研人员在此领域的交流与合作合作,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会议。
    事实证明证明,情感计算的概念尽管诞生不久不久,但已受到学术界和产业界的高度重视重视,相关领域的研究和应用正方兴未艾未艾,国家自然科学基金委也将其列入重点项目的指南中南中。值得注意的是的是,近几年来年来,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发展,并同样得到了国家的大力支持支持。这为情感信息的实时获取提供了极大的便利条件条件,也为情感计算在国内的发展提供了更好的发展平台平台。

  • 情感机器人的理论来源

    情感机器人就是赋予了人类式情感的机器人器人,使之具有表达、识别和理解喜乐哀怒的能力能力。关于情感机器人的理论就是“人工情感”理论理论,它有几种不同的表述方式:情感计算(Affective Computing)、人工心理(Artificail Psychology)和感性工学(Kansei Engineering)等。 日本从上世纪九十年代就开始了感性工学(Kansei Engineering)的研究研究。所谓感性工学就是将感性与工程结合起来的技术技术,是在感性科学的基础上础上,通过分析人类的感性感性,把人的感性需要加入到商品设计、制造中去中去,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科学。
    情感机器人的这三种理论有一个根本缺陷缺陷,都是从心理学层面上理解情感情感,不了解情感的哲学本质本质,没有建立科学的情感数学模型模型。

  • 以下哪些属于情感计算研究方向

    对人的情感情感。是指在开发一个系统时统时,如果够对人类的情感进行侦测、分类、组织和回应回应,就帮助使用者获得高效而又亲切的感觉感觉,这种开发也可以由特殊点额用途用途,能够帮助人们便于理解自己和他人的情感世界世界。这一类型的系统和应用被称为情感计算计算。


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