情感計算

情感計算

情感計算(Affective Computting)就是要賦予計算機類似於人一樣的觀察、理解和生成各種情感特徵的能力,最終使計算機像人一樣能進行自然、親切和生動的互動。情感計算是人工智慧領域的下一個突破,可能在於賦予計算機情感能力。

理論背景

情感計算實現人機互動情感計算實現人機互動

情感是智慧型的一部分,而不是與智慧型相分離的,因此人工智慧領域的下一個突破可能在於賦予計算機情感能力。情感能力對於計算機與人的自然交往至關重要。傳統的人機互動,主要通過鍵盤、滑鼠、螢幕等方式進行,只追求便利和準確,無法理解和適應人的情緒或心境。而如果缺乏這種情感理解和表達能力,就很難指望計算機具有類似人一樣的智慧型,也很難期望人機互動做到真正的和諧與自然。由於人類之間的溝通與交流是自然而富有感情的,因此,在人機互動的過程中,人們也很自然地期望計算機具有情感能力。

情感計算研究的重點就在於通過各種感測器獲取由人的情感所引起的生理及行為特徵信號,建立“情感模型”,從而創建感知、識別和理解人類情感的能力,並能針對用戶的情感做出智慧型、靈敏、友好反應的個人計算系統,縮短人機之間的距離,營造真正和諧的人機環境。

概念提出

有關人類情感的深入研究,早在19世紀末就進行了。然而,除了科幻小說當中,過去極少有人將“感情”和無生命的機器聯繫在一起。讓計算機具有情感能力是由美國MIT大學Minsky在1985年提出的,問題不在於智慧型機器能否有任何'情感,而在於機器實現智慧型時怎么能夠沒有情感。從此,賦予計算機情感能力並讓計算機能夠理解和表達情感的研究、探討引起了計算機界許多人士的興趣。

情感計算的概念最早是由美國麻省理工學院的Picard教授於1997年提出的,主要是指針對人類情感的外在表現,能夠進行測量和分析並能對情感施加影響的計算。國內的學者對情感計算的定義是:“情感計算是通過賦予計算機識別、理解、表達和適應人類的情感的能力來建立和諧人機環境,並使計算機具有更高的、全面的智慧型的計算技術。”

讓機器(計算機)也具備“感情”,從感知信號中提取情感特徵,分析人的情感與各種感知信號的關聯,是國際上進入21世紀後興起的研究方向。

學科特徵

由於情感計算本身所具有的特點,它已經成為計算機科學、認知科學、神經科學、腦科學、心理學、行為科學等多領域、多學科交叉的新興研究特點。

研究內容

情感計算實現程式情感計算實現程式

1)情感機理和描述:即研究人的情感狀態的判定以及生理和行為的關係,為情感計算提供理論基礎;
2)情感信號的獲取和量化:即通過各種設備記錄情感信號,如語音、面部表情、手勢、站姿等體態語以及脈搏、皮膚電等生理指標;
3)情感信號的分析、建模與識別:即對採集的情感信號進行分析,基於情感機理建立模型,識別出人的情感狀態;
4)情感理解和反饋:即理解情感信號識別的結果,分析人的情感產生的原因,並做出合理、恰當的情感反應;
5)情感合成與表達:即通過計算機互動設備向用戶表達情感;
6)人機互動的實現:即形成一個完整的情感交流過程,實現自然和諧的人機互動。

研究意義

情感因素是人類在進行感知、認知、決策、判斷等生理心理活動的重要影響因素,在特殊的情況下甚至成為決定性因素。情感因素往往影響著人們的理性判斷和決策,因此我們常常以避免“感情用事”來告誡自己和他人。但情感因素對人們的影響也不都是負面的,根據心理學和醫學的相關研究成果,人們如果喪失了一定的情感能力,比如:理解和表達情感的能力,理性的決策和判斷同樣是難以達到的。甚至不少學者認為情感能力是人類智慧型的重要標誌,領會、運用、表達情感的能力的高低,甚至發揮著比傳統的智力更為重要的作用。
人類在進行社會活動的時候與環境、人類個體之間不斷的進行著各種類型的互動,在這些互動活動中產生、傳遞著大量的信息,這些信息直接或者間接的反應著我們在整個過程中的情感,通過對這些信息的有效採集和充分挖掘分析並加以利用對人們更加深入的研究和理解智慧型的本質,促進相關交叉學科的發展,以及更加深入的研究未來的人工智慧理論都具有重要的意義。

套用

情感計算分析人的喜怒哀樂情感計算分析人的喜怒哀樂

以下三個例子描述了“情感計算”在現實生活中的具體套用:

1、在開羅一所學校的地下室,20多名女性使用筆記本電腦來分析面部表情,以訓練計算機識別人類的喜怒哀樂;

2、在劍橋大學,一個名叫查爾斯的奇怪機器人坐在駕駛模擬器中,它皺起眉頭,看起來很有興趣而又困惑的樣子;

3、在2012年秋天,一些極少數的美國中學教室中,將會部署一些計算機,它們可以跟蹤監控學生們的情緒,以分析他們對授課內容是否感興趣。

除此之外,這一技術同樣可以幫助自閉症人群讀取他人的情緒,或者給養老院的老人們提供一位“知心人”。研究人員認為,不會“把握情緒”的電腦將永遠無法充分發揮它們服務人類的潛能。

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