情感计算

情感计算-一、情感计算的概念

情感计算的概念是在1997年由MIT媒体实验室Picard教授提出，她指出情感计算是与情感相关，来源于情感或能够对情感施加影响的计算。中国科学院自动化研究所的胡包刚等人也通过自己的研究，提出了对情感计算的定义：“情感计算的目的是通过赋予计算机识别、理解、表达和适应人的情感的能力来建立和谐人机环境，并使计算机具有更高的、全面的智能”。情感计算-二、《情感计算》的作者自述

目前这个世界与我当时写这本书时大不一样。当时情感计算几乎是令人困惑的，只有极少数的计算机界科学家或工程师愿意投入此项工作。计算机本身具有类似于情感机制的这种观点不是新的，它在Cap&Brother剧本R．U．R．创造出世界“机器人”这一词时就出现了，但具有有效情感机制的计算机实际上并不存在。有关人工智能的会议要么是忽视情感，要么是把情感边缘化。情感智能的观念在心理学和认知科学中变得越发重要，但没有人把它应用到人机交互中。神经科学和心理学上早已发现关于情感在决策、感知、创造性等方面的作用，而计算科学在很大程度上并不知晓。许多人不知道情感有助于理性和智能行为，普遍认为计算机的情感是一种空洞无聊的东西，就像蛋糕表面上的一层糖霜，可以用来使之更为悦目，但没有真正实质上的意义。

我感谢当时与我讨论情感计算的几个同事。在出版这本书的前一年，我记得，麻省理工学院(MIT)人工智能实验室的一批研究人员邀请我发言，他们对以下问题十分感兴趣，即赋予计算机以类似情感机制这件事的重要程度如何，以及为什么这件事能对人工智能有用?情感即使带来好处，是否会造成更多的麻烦?答案不太明显，需要加以解释；而他们很欢迎这方面的证据。媒体实验室及其他单位的一些人员愿意听我的论证、提出问题、提出他们的想法和批评意见，甚至协作研究，得出了新的悟解。有些人特别是一些尚未取得终身任职的学术界的同行告诉我说：我的想法是荒唐的，我已经享有严肃研究者的声誉，致力于机器具有情感的研究可能会毁掉我的名誉。我记得我曾深刻内省，以决定是否继续从事这项研究。坦率地说，如果我工作在传统的学术部门，而不是在这样一个实验室，那里的领导层，特别是JerryWiesner和NicholasNegro~nte，经常公开地称颂大胆的想法并强烈鼓励冒险，我是不会像这样全心全意投入这项研究的。

已经过去五年多了。今天，很难想像当时我竟会感到那样害怕。计算机中情感的研究，已经为很多学术界和工业界顶级的研究实验室接受，并引起了国际上的重大关注。自从这本书出版后，已经有20多个专题讨论会、会议以及特定集会，其主题均围绕情感和计算机运算，而且通常把情感计算列为一个学科领域。我不能、也不会对世界上这种改变自我居功。事实是，真理不依赖任何个人的努力而找到自己前进的道路。在追求它的过程中，我

们在黑暗中苦苦探求、苦苦摸索，而不变的真理按自己的条件终于显露出来。试图理解情感就是试图认识事物的真实面目。最终，我们可以清楚地看到事物的原貌，理解人工智能和一切人类进程是如何进行的。

情感计算-三、《情感计算》目录

绪论

情感计算

第一部分情感计算预想

第一章情感是身体的和可认知的

1.1 身体的和认知的

1.2 情感的身体方面：情感调整

1.3 情感的认知方面

1.4 情感诱导

1.5 小结

第二章情感计算机

2.1 情感的发展

2.2 能表达情感的计算机

2.3 “有”情感的计算机

2.4 情感智能系统

2.5 关于模仿和复制的说明

2.6 小结

第三章情感计算的应用

3.1 情感镜子

3.2 超越情感

3.3 文语转换

3.4 协助孤独症者

3.5 用户反馈

3.6 勇气要素

3.7 学习中的情感

3.8 “没有痛苦，就没有收获”

3.9 教室晴雨表

3.10 虚拟场景中的情感

3.11 音乐：听你所喜欢的

3.12 “快进到感兴趣部分”

3.13 知道你偏爱的智能体

3.14 学会什么时候去打断

3.15 闲聊

3.16 动画智能体的表情

3.17 观众表现

3.18 电影/视频

3.19 情感玩具

3.20 小结

第四章潜在的忧虑

4.1 接口方面的期待

4.2 幼稚的开端

4.3 人类的隐私

4.4 计算机的情感行为

4.5 小结

第二部分构造情感计算

第五章情感信号与系统

5.1 情感系统建模

5.2 情感和情绪的信号表示

5.3 生理信号

5.4 小结

第六章情感的识别与表达

6.1 情感模式特征表示的关键问题6.2 情感建模

6.3 小结

第七章情感合成

第八章情感可穿戴计算机

总结

参考文献

情感计算-四、“情感计算”成为新兴研究领域

在较长一段时期内，情感一直位于认知科学研究者的视线以外。直到20世纪末期，情感作为认知过程重要组成部分的身份才得到了学术界的普遍认同。当代的认知科学家们把情感与知觉、学习、记忆、言语等经典认知过程相提并论，关于情感本身及情感与其他认知过程间相互作用的研究成为当代认知科学的研究热点，情感计算（ affective computing ）也成为一个新兴研究领域。

众所周知，人随时随地都会有喜怒哀乐等情感的起伏变化。那么在人与计算机交互过程中，计算机是否能够体会人的喜怒哀乐，并见机行事呢？情感计算研究就是试图创建一种能感知、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，即赋予计算机像人一样的观察、理解和生成各种情感特征的能力。

目前情感计算研究面临的挑战还很多，例如，情感信息的获取与建模问题，情感识别与理解问题，情感表达问题，以及自然和谐的人性化和智能化的人机交互的实现问题。显然，为解决上述问题，我们需要知道人是如何感知环境的，人会产生什么样的情感和意图，人如何作出恰当的反应。而人类的情感交流是个非常复杂的过程，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。因此，在人和计算机的交互过程中，计算机需要捕捉关键信息，识别使用者的情感状态，觉察人的情感变化，利用有效的线索选择合适的使用者模型（依据使用者的操作方式、表情特点、态度喜好、认知风格、知识背景等构建的模型），并对使用者情感变化背后的意图形成预期，进而激活相应的数据库，及时主动地提供使用者需要的新信息。

情感计算研究的发展在很大程度上依赖于心理科学和认知科学对人的智能和情感研究取得新进展。心理学研究表明，情感是人与环境之间某种关系的维持或改变，当客观事物或情境与人的需要和愿望符合时会引起人积极肯定的情感，而不符合时则会引起人消极否定的情感。情感具有三种成分：主观体验（个体对不同情感状态的自我感受）、外部表现（在情感状态发生时身体各部分的动作量化形式，即表情）和生理唤醒（情感产生的生理反应）。从生物进化的角度我们可以把人的情绪分为基本情绪和复杂情绪。基本情绪是先天的，具有独立的神经生理机制、内部体验和外部表现，以及不同的适应功能。人有五种基本情绪，它们分别是当前目标取得进展时的快乐，自我保护的目标受到威胁时的焦虑，当前目标不能实现时的悲伤，当前目标受挫或遭遇阻碍时的愤怒，以及与味觉（味道）目标相违背的厌恶。而复杂情绪则是由基本情绪的不同组合派生出来的。

情感是一种内部的主观体验，但总是伴随着某种表情。表情包括面部表情（面部肌肉变化所组成的模式），姿态表情（身体其他部分的表情动作）和语调表情（言语的声调、节奏和速