機(jī)器人教案(完整版)資料

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機(jī)器人教案（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）科技活動教課教案項(xiàng)目：機(jī)器人主講教師：**授課時間：11月7日學(xué)時數(shù)：1學(xué)時教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生初步了解機(jī)器人概念、特征；使學(xué)生了解中鳴、樂高機(jī)器人工作原理。教學(xué)重點(diǎn)機(jī)器人原理的介紹教學(xué)步驟導(dǎo)入機(jī)器人誕生、機(jī)器人的發(fā)展概念講解智能機(jī)器人的構(gòu)成基本工具初識馬達(dá)、機(jī)械部件組織形式小組為單位活動教學(xué)內(nèi)容機(jī)器人發(fā)展歷史及簡單結(jié)構(gòu)拼裝1、機(jī)器人誕生教師：用幻燈片展示自己的總結(jié)中國的科學(xué)家們把機(jī)器人定義為“機(jī)器人是一種自動化的機(jī)器，而且其具備一些人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力、協(xié)同能力等，是一種具有高度靈活性的自動化機(jī)器。”2、機(jī)器人的發(fā)展教師：用幻燈片展示自己的總結(jié)第一代機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型第二代則具備了感覺能力第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人3、智能機(jī)器人的構(gòu)成它不僅具有感覺能力，而且還具有獨(dú)立判斷和行動的能力，并具有記憶、推理和決策的能力，因而能夠完成更加復(fù)雜的動作。中央電腦控制手臂和行走裝置，使機(jī)器人的手完成作業(yè)，腳完成移動，機(jī)器人能夠用自然語言與人對話。具有機(jī)械部件（例如：木板、金屬板、塑料板、有機(jī)玻璃板，還有螺絲、螺帽等各種五金緊固件。）具有感應(yīng)和動作電子部件（光源傳感器、聲音傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器等。）具有機(jī)器人的大腦（RCU）具有機(jī)器人的思想（編程實(shí)現(xiàn)）教師：對學(xué)生的回答進(jìn)行補(bǔ)充。學(xué)生活動：熟悉樂高機(jī)器人的零件結(jié)構(gòu)，拼插簡單的機(jī)器人積木塊垂直結(jié)構(gòu)的搭建，馬達(dá)能量分為1——5級，按照馬達(dá)的功率，進(jìn)行速度的調(diào)整。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對智能機(jī)器人有一定的了解?？萍蓟顒咏陶n教案項(xiàng)目：機(jī)器人主講教師：宋遠(yuǎn)授課時間：11月8日學(xué)時數(shù)：1學(xué)時教學(xué)目標(biāo)1．使學(xué)生初步了解機(jī)器人編程環(huán)境2．使學(xué)生學(xué)會安裝機(jī)器人編程環(huán)境，會下載一些簡單的程序。教學(xué)重點(diǎn)1.機(jī)器人編程環(huán)境（樂高編程簡單介紹）2.下載工具的使用教學(xué)步驟導(dǎo)入概念講解3．學(xué)生活動（馬達(dá)的使用）活動方式小組為單位活動教學(xué)內(nèi)容樂高機(jī)器人編程環(huán)境介紹（一）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：展示機(jī)器人編程界面，介紹一些概念二、概念講解1、機(jī)器人防火墻的用途教師：防火墻對于機(jī)器人的意義防火墻是樂高機(jī)器人承載程序的界面，如果沒有防火墻，樂高機(jī)器人無法完成程序傳輸，所以在使用樂高機(jī)器人的過程中，一定要注意先下載防火墻，安裝完畢后，就可以發(fā)出一個聲音，確認(rèn)防火墻已經(jīng)下載好。學(xué)生：下載樂高機(jī)器人防火墻教師：如何檢測防火墻下載成功學(xué)生：連好通信設(shè)備，給機(jī)器人下載防火墻，檢測通信。2、機(jī)器人防火墻下載過程遇到問題教師：用幻燈片展示自己的總結(jié)1、電腦中是否使用USB口傳輸數(shù)據(jù)2、是否把機(jī)器人RCX的傳輸口對準(zhǔn)與電腦相連的傳輸口3、機(jī)器人電池是否充足。3、機(jī)器人簡單程序的搭建教師：講解馬達(dá)、等機(jī)器人的輸出部件。機(jī)器人的輸出口分別為A,B,C。每個輸出口只能連接一個輸出傳感器，如：馬達(dá)、觸碰、燈光等。三、學(xué)生活動在上節(jié)課拼插好機(jī)器人的基礎(chǔ)上，為機(jī)器人編制馬達(dá)轉(zhuǎn)動的程序。如前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎等。樂高機(jī)器人編程起始狀態(tài)為綠燈標(biāo)志，結(jié)束狀態(tài)為紅燈。中間使用粉色線相連，如果連接過程中出現(xiàn)灰色，程序無法完成下載。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對智能機(jī)器人馬達(dá)部件有深刻地了解。熟悉程序界面模塊的使用。科技活動教課教案項(xiàng)目：機(jī)器人主講教師：宋遠(yuǎn)授課時間：11月14日學(xué)時數(shù)：1學(xué)時教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生學(xué)會觸碰傳感器和光電傳感器的綜合應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)使學(xué)生學(xué)會觸碰傳感器和光電傳感器的綜合應(yīng)用。教學(xué)步驟導(dǎo)入概念講解3．學(xué)生活動活動方式小組為單位活動教學(xué)內(nèi)容樂高機(jī)器人編程環(huán)境介紹（三）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：介紹機(jī)器人程序和機(jī)器人編程環(huán)境。二、概念講解1、機(jī)器人程序四講解教師：光電傳感器和觸碰傳感器的綜合應(yīng)用學(xué)生：修改光電傳感器的光值，看看機(jī)器人運(yùn)行的效果。2、機(jī)器人程序講解教師：講解機(jī)器人找球的過程可以用左中右三個傳感器，看發(fā)光球的位置，若在機(jī)器人左邊，機(jī)器人將向左轉(zhuǎn)，當(dāng)機(jī)器人中間傳感器發(fā)現(xiàn)光的時候，機(jī)器人前沖，右邊有傳感器，機(jī)器人右轉(zhuǎn)。學(xué)生：依據(jù)教師講解確立足球機(jī)器人找球方法。任務(wù)一：按照設(shè)想的方法搭建足球機(jī)器人任務(wù)二：運(yùn)用馬達(dá)、光電傳感器編寫足球機(jī)器人找球程序。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球找球原理和方法?？萍蓟顒咏陶n教案項(xiàng)目：機(jī)器人主講教師：宋遠(yuǎn)授課時間：11月15日學(xué)時數(shù)：1學(xué)時教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生理解足球進(jìn)攻機(jī)器人的行走路線；使學(xué)生學(xué)會觸碰傳感器和光電傳感器的綜合應(yīng)用。3．學(xué)生編寫足球機(jī)器人進(jìn)攻程序。教學(xué)重點(diǎn)機(jī)器人進(jìn)攻路線進(jìn)攻射門方法的確定。教學(xué)步驟1．導(dǎo)入介紹機(jī)器人進(jìn)攻行走路線。2．概念講解機(jī)器人進(jìn)攻路線講解利用光電傳感器辨別己方和敵方位置。3．學(xué)生活動（足球機(jī)器人進(jìn)攻方法的確立與研究）程序結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，分支結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。找球事件過程的創(chuàng)立。在樂高中，事件過程采用“鑰匙”這個控件實(shí)現(xiàn)，有紅、黃、藍(lán)色三種鑰匙事件過程。分別控制三種事件?；顒臃绞叫〗M為單位活動教學(xué)內(nèi)容樂高足球機(jī)器人制作（二）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：介紹機(jī)器人進(jìn)攻行走路線。二、概念講解1、機(jī)器人進(jìn)攻路線講解教師：利用光電傳感器辨別己方和敵方位置。這里可以使用指南針傳感器或者光電傳感器，因?yàn)樽闱驁龅貫楹诎诐u變的場地，所以在進(jìn)攻一剎那間可以檢測地面的光值，由光值的大小判定機(jī)器人所處的進(jìn)攻方向。學(xué)生：搭建光電傳感器于合適位置判斷進(jìn)攻方向。2、機(jī)器人進(jìn)攻程序講解教師：講解機(jī)器人進(jìn)攻的過程，完成一次進(jìn)攻的光值測量。機(jī)器人中間傳感器光值最大，機(jī)器人則前沖一段時間。學(xué)生：依據(jù)教師講解編寫出射門的程序。任務(wù)一：按照設(shè)想的方法搭建足球機(jī)器人辨別球門的傳感器可以在底部搭建一個傳感器，可以搭建兩個傳感器。任務(wù)二：運(yùn)用馬達(dá)、光電傳感器編寫足球機(jī)器人射門程序。任務(wù)三：把進(jìn)攻程序和找球程序結(jié)合起來，初步完成機(jī)器人進(jìn)攻程序編寫。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球進(jìn)攻原理和方法?？萍蓟顒咏陶n教案項(xiàng)目：機(jī)器人主講教師：宋遠(yuǎn)授課時間：11月21日學(xué)時數(shù)：1學(xué)時教學(xué)目標(biāo)1．使學(xué)生理解足球進(jìn)攻機(jī)器人異常處理；2．使學(xué)生學(xué)會觸碰傳感器和光電傳感器的綜合應(yīng)用。3．學(xué)生編寫足球機(jī)器人監(jiān)控程序。4．學(xué)生學(xué)會事件過程的代碼編寫。教學(xué)重點(diǎn)1.機(jī)器人進(jìn)攻的異常情況判定2.足球程序進(jìn)攻監(jiān)控防卡死方法的確定3.事件任務(wù)的代碼實(shí)現(xiàn)方法教學(xué)步驟1．導(dǎo)入2．概念講解3．學(xué)生活動（足球機(jī)器人擺脫方法的確立與研究）活動方式小組為單位活動教學(xué)內(nèi)容樂高足球機(jī)器人制作（三）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：機(jī)器人在激烈的對抗中，可能會互相卡在一起，或卡在某個角落里，而沒有動作，這就需要機(jī)器人在卡死的狀態(tài)下擺脫。二、概念講解1、機(jī)器人進(jìn)攻異常情況講解教師：利用觸碰傳感器進(jìn)行監(jiān)控。若裝到墻上，則可以擺脫這種狀態(tài)。監(jiān)控裝置一般搭到機(jī)器人的前方。學(xué)生：搭建觸碰傳感器于合適位置判斷卡死狀態(tài)。2、機(jī)器人監(jiān)控程序講解教師：講解機(jī)器人進(jìn)攻的過程，以及如何監(jiān)控死球狀態(tài)。建立一個監(jiān)控事件過程，然后在監(jiān)控程序里編寫擺脫死鎖狀態(tài)的程序。學(xué)生：依據(jù)教師講解編寫出監(jiān)控的程序。任務(wù)一：按照設(shè)想的方法搭建足球機(jī)器人監(jiān)控卡死狀態(tài)的傳感器監(jiān)控傳感器于機(jī)器人前方。任務(wù)二：運(yùn)用觸碰傳感器編寫足球機(jī)器人監(jiān)控程序。循環(huán)程序跳轉(zhuǎn)的過程使用。任務(wù)三：把監(jiān)控程序添加到以前制作的進(jìn)攻足球機(jī)器人程序中，完成機(jī)器人進(jìn)攻程序編寫。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球進(jìn)攻監(jiān)控原理和方法，并對機(jī)器人程序中的異常處理有了較深刻地認(rèn)識。科技活動教課教案項(xiàng)目：機(jī)器人主講教師：宋遠(yuǎn)授課時間：11月27日學(xué)時數(shù)：1學(xué)時教學(xué)目標(biāo)1．使學(xué)生理解足球防守原理；2．使學(xué)生學(xué)會搭建防守型機(jī)器人；教學(xué)重點(diǎn)機(jī)器人防守原理防守機(jī)器人搭建教學(xué)步驟1．導(dǎo)入2．概念講解3．學(xué)生活動（足球機(jī)器人防守方法的確立與實(shí)現(xiàn)）活動方式小組為單位活動教學(xué)內(nèi)容樂高足球機(jī)器人制作（四）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：在中學(xué)組2對2的比賽中，防守機(jī)器人至關(guān)重要，今天我們就學(xué)習(xí)一下防守機(jī)器人制作方法。二、概念講解1、機(jī)器人防守狀態(tài)分析教師：利用光電傳感器進(jìn)行監(jiān)控。守門機(jī)器人的主要任務(wù)是在門前檢測前方是否有足球，如果有機(jī)器人向有球的方向運(yùn)行，把球擋出去。這里主要用到光電傳感器進(jìn)行檢測。方法利用兩個光電傳感器進(jìn)行比較，哪邊的光值大，機(jī)器人就應(yīng)該往哪個方向運(yùn)行。學(xué)生：搭建光電傳感器于合適位置判斷來球方向。2、機(jī)器人防守監(jiān)控原理講解教師：講解機(jī)器人防守的過程，以及如何監(jiān)控來球狀態(tài)。機(jī)器人是在球門前方進(jìn)行守門，機(jī)器人不能完全把門讓開，所以在機(jī)器人身后安裝了2個光電傳感器，用它檢測機(jī)器人是否離開了球門。方法用光電傳感器檢測球門和邊框的光值差來判斷機(jī)器人的方向。這里用到了事件圖標(biāo)，具體的使用參看編程指南。學(xué)生：依據(jù)教師講解搭建防守機(jī)器人。任務(wù)一：按照設(shè)想的方法搭建防守足球機(jī)器人監(jiān)控狀態(tài)的傳感器任務(wù)二：搭建防守型機(jī)器人結(jié)構(gòu)，使機(jī)器人能夠前后左右移動，不能僅僅在一個方向上運(yùn)動。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球防守原理和方法?？萍蓟顒咏陶n教案項(xiàng)目：機(jī)器人主講教師：宋遠(yuǎn)授課時間：11月28日學(xué)時數(shù)：1學(xué)時教學(xué)目標(biāo)1．使學(xué)生熟練掌握三種程序結(jié)構(gòu)2．使學(xué)生理解足球防守程序；教學(xué)重點(diǎn)1．機(jī)器人選擇結(jié)構(gòu)2．機(jī)器人循環(huán)結(jié)構(gòu)3．防守機(jī)器人程序編寫教學(xué)步驟1．導(dǎo)入2．概念講解3．學(xué)生活動（足球機(jī)器人防守程序的實(shí)現(xiàn)）活動方式小組為單位活動教學(xué)內(nèi)容樂高足球機(jī)器人制作（四）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：結(jié)構(gòu)化程序的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者按照一定的結(jié)構(gòu)形式來設(shè)計(jì)和編寫程序，使程序易于閱讀，易理解、易修改，能提高程序設(shè)計(jì)和維護(hù)的效率。二、概念講解1、序列結(jié)構(gòu)入口出口入口出口AB2、選擇結(jié)構(gòu)AAp入口出口選擇結(jié)構(gòu)是一種常見的分支結(jié)構(gòu)，利用這種結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同的情況做出不同的反應(yīng)。3、循環(huán)結(jié)構(gòu)AAp入口出口循環(huán)結(jié)構(gòu)是一種高效率的程序結(jié)構(gòu)，它能使程序反復(fù)不斷的重復(fù)進(jìn)行，使用這種結(jié)構(gòu)可以大大簡化程序。4、防守程序編寫注意 a)用接在1和3端口的光電傳感器進(jìn)行比較，3端口采集的數(shù)值大于1端口，A馬達(dá)轉(zhuǎn)，C馬達(dá)停。 b)如果1端口采集數(shù)值大于3端口，C馬達(dá)轉(zhuǎn)，A馬達(dá)停。注意a)這里把機(jī)器人左邊是否有球的光電傳感器和檢測左邊墻壁的光電傳感器并聯(lián)在1端口，3端口同樣。b)用兩個光電傳感器監(jiān)測，當(dāng)傳感器檢測到球門外的墻壁時，事件被觸發(fā)。c)用1端口的光電傳感器檢測機(jī)器人左邊的墻壁，用3端口的光電傳感器檢測機(jī)器人右邊的墻壁。d)當(dāng)1端口檢測到墻壁，藍(lán)色事件被觸發(fā)，紅色容器中數(shù)值為2，機(jī)器人向右運(yùn)行。當(dāng)3端口檢測到墻壁，紅色事件被觸發(fā)，紅色容器中數(shù)值為1，機(jī)器人向左運(yùn)行本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球防守原理和方法。情感機(jī)器人的可行性研究報(bào)告仇德輝一、前言目前的計(jì)算機(jī)從原理上講主要是基于邏輯推理式系統(tǒng)，根本不存在情感能力，人工智能也只是邏輯推理能力的體現(xiàn)。讓計(jì)算機(jī)和機(jī)器人具有人類式的情感，是許多科學(xué)家的夢想。與人工智能技術(shù)的高度發(fā)展相比，人工情感技術(shù)所取得的進(jìn)展卻是微乎其微，情感始終是橫跨在人腦與電腦之間無法愈越的鴻溝。很長時間內(nèi)，情感機(jī)器人只能是科幻小說中的重要素材，很少納入科學(xué)家們的研究課題之中。然而，科學(xué)的發(fā)展沒有禁區(qū)，世界上也沒有不能認(rèn)識的事物。既然我們能夠?qū)崿F(xiàn)一般思維的數(shù)字化，必然可以實(shí)現(xiàn)情感的數(shù)字化；既然能夠?qū)嵤┤斯ぶ悄?，就必然能夠?qū)嵤┤斯で楦?；既然能夠制作智能機(jī)器人，就必然能夠制作情感機(jī)器人。這顯然只是個時間問題，而絕對不是可能與不可能、現(xiàn)實(shí)與不現(xiàn)實(shí)的問題。二、情感機(jī)器人產(chǎn)生的歷史必然性人類社會經(jīng)歷了第一次浪潮（農(nóng)業(yè)革命）和第二次浪潮（工業(yè)革命）之后，正在展開聲勢浩大的第三次浪潮——信息革命。信息革命主要包括信息生產(chǎn)和信息處理兩個方面。在信息革命時期，科學(xué)技術(shù)各學(xué)科專業(yè)的迅速分化和社會生產(chǎn)各行業(yè)分工的日趨細(xì)化，各種科學(xué)技術(shù)的大量產(chǎn)生，形成了“信息爆炸”的局面，信息處理方面的發(fā)展水平逐步成為信息革命發(fā)展的瓶頸，社會在信息處理方面一旦取得重要成果往往會引發(fā)和促進(jìn)整個人類社會在經(jīng)濟(jì)、政治和文化領(lǐng)域的深刻變革，因此計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平可以看作是信息革命浪潮的中心線索，人工智能（包括人工情感）的發(fā)展水平又可以看作是計(jì)算機(jī)發(fā)展的核心內(nèi)容。1、科學(xué)技術(shù)發(fā)展的迫切需要。今天，科學(xué)技術(shù)正在步步逼近自然界的各種“極限”，目前超高溫、超低溫、超真空、超導(dǎo)、超強(qiáng)磁場、徹底失重等研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展。工業(yè)革命有力地促進(jìn)了各獨(dú)立學(xué)科的專業(yè)化發(fā)展，信息革命促進(jìn)了各學(xué)科朝著綜合性、交叉性、極限性、特異性、精確性的方向發(fā)展。盡管如此，科學(xué)技術(shù)對于人腦自身的研究卻舉步維艱，雖然人們在生命科學(xué)（如生物技術(shù)、遺傳工程等）上不斷取得進(jìn)展，并在物理層次和生理層次上對于人腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識也不斷深入，但是，對于人腦各組成部分的功能特性及其邏輯關(guān)系的認(rèn)識卻始終是模糊的。目前，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯推理、專家系統(tǒng)和模式識別等五個發(fā)展階段，在人工智能的認(rèn)知領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的成果，但在人工智能的情感領(lǐng)域卻收獲甚微。情感是人類智能的重要組成部分，也是生命科學(xué)的重要組成部分，沒有情感的智能是殘缺不全的，不解決“人工情感”的理論問題，生命科學(xué)中的許多理論問題將無法解決。人工情感又是一門高度綜合性的科學(xué)，廣泛涉及哲學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、生物學(xué)、思維科學(xué)、社會學(xué)、計(jì)算機(jī)、醫(yī)學(xué)等多門學(xué)科，情感理論的發(fā)展?fàn)顟B(tài)將會對這些學(xué)科的發(fā)展?fàn)顟B(tài)產(chǎn)生重要的影響，情感理論的發(fā)展如果受到制約，必然會對其它學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重的制約。2、計(jì)算機(jī)應(yīng)用擴(kuò)展的迫切需要。雖然計(jì)算機(jī)在人工智能方面已經(jīng)取得了突出的成就，能夠在算術(shù)運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯推理、專家系統(tǒng)和模式識別等方面出色地完成人所賦予的許多工作任務(wù)。然而，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，人們期待著計(jì)算機(jī)在替代、幫助、補(bǔ)償和強(qiáng)化人類勞動的眾多方面應(yīng)該有更多、更好的作為。目前，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用擴(kuò)展迫切需要解決三個方面的的問題：一是要建立和諧而自然的人機(jī)界面。如今人類生活已經(jīng)無法離開計(jì)算機(jī)了，在計(jì)算機(jī)不斷升級的同時，人與計(jì)算機(jī)之間的交互方式卻沒有什么明顯的改變，基本上是借助于鍵盤、鼠標(biāo)等被動式的中介手段，計(jì)算機(jī)無法理解和適應(yīng)人的情緒或心境。人們相互之間的溝通與交流是自然而富有感情的，計(jì)算機(jī)如果沒有情感能力，就很難指望它具有類似人一樣的高層次智能，也很難期望人機(jī)交互真正實(shí)現(xiàn)和諧與自然。二是要進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)自身運(yùn)行的速度和效率。大家都知道，一方面計(jì)算機(jī)對于一些非常復(fù)雜而繁瑣的問題能夠輕松而快速地解決，其運(yùn)轉(zhuǎn)速度、記憶容量和計(jì)算準(zhǔn)確率等是任何人都無法跟它相比的，另一方面對于一些非常簡單而直觀的常識性問題卻無所作為，智力遠(yuǎn)不如一個三歲兒童，這主要是因?yàn)槿四X能夠在情感的引導(dǎo)下，按照某些“價值特性參量”（如重要性、緊迫性、傾向性、經(jīng)驗(yàn)性和關(guān)聯(lián)性等）來生產(chǎn)、篩選、組織和使用信息，從而可以簡化過程，節(jié)約資源，加快速度，減少差錯。由此可見，人工情感有一個非常重要而往往容易被人們所忽略的作用，那就是提高計(jì)算機(jī)自身資源的效率和速度。三是要使計(jì)算機(jī)的運(yùn)行具有更多的自主性和創(chuàng)造性。目前的智能機(jī)器人都是在人的嚴(yán)格控制之下，在特定的時間和特定的順序完成所有規(guī)定的程序或動作，沒有任何自主性和創(chuàng)造性。情感的賦予就能夠使機(jī)器人具有與人類完全一樣的行為靈活性、決策自主性和思維創(chuàng)造性。3、社會生產(chǎn)力發(fā)展的迫切需要。人類進(jìn)入信息社會后，信息的“爆炸”使社會生產(chǎn)力出現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，同時信息的傳播速度、處理速度、運(yùn)算正確率、存貯容量、檢索速度等越來越趕不上社會生產(chǎn)力的發(fā)展需要，從而使信息處理手段的發(fā)展水平逐漸成為社會生產(chǎn)力持續(xù)快速發(fā)展的決定性因素。目前計(jì)算機(jī)的人工智能水平已經(jīng)達(dá)到了一個空前的高度，許多方面已經(jīng)大大超過了人腦的智能水平，可供進(jìn)一步發(fā)展的空間已經(jīng)越來越狹小，人們急需尋找一個新的突破口，來實(shí)現(xiàn)人工智能的又一次歷史性飛躍，以滿足社會生產(chǎn)力對于信息處理手段不斷增長的需要。顯然，發(fā)展人工情感是實(shí)現(xiàn)人工智能水平質(zhì)的飛躍的重要途徑，也是社會生產(chǎn)力形成新的跨躍的重要途徑?？傊?，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)揭開了人類社會第三次偉大浪潮——信息革命的序幕，情感機(jī)器人的出現(xiàn)將把這次偉大浪潮推向一個全新的發(fā)展階段。在未來幾十年，情感機(jī)器人或情感電腦也必將成為一個具有勃勃生機(jī)的朝陽產(chǎn)業(yè)，具有極為巨大的市場前景。三、情感機(jī)器人的理論來源及根本缺陷情感機(jī)器人就是賦予了人類式情感的機(jī)器人，使之具有表達(dá)、識別和理解喜樂哀怒的能力。關(guān)于情感機(jī)器人的理論就是“人工情感”理論，它有幾種不同的表述方式：情感計(jì)算（AffectiveComputing）、人工心理（ArtificailPsychology）和感性工學(xué)（KanseiEngineering）等。1、情感計(jì)算。情感計(jì)算的概念是在1997年由MIT媒體實(shí)驗(yàn)室Picard教授提出，她指出情感計(jì)算是與情感相關(guān)，來源于情感或能夠?qū)η楦惺┘佑绊懙挠?jì)算。中國科學(xué)院自動化研究所的胡包剛等人也通過自己的研究，提出了對情感計(jì)算的定義－“情感計(jì)算的目的是通過賦予計(jì)算機(jī)識別、理解、表達(dá)和適應(yīng)人的情感的能力來建立和諧人機(jī)環(huán)境，并使計(jì)算機(jī)具有更高的、全面的智能”。2、人工心理。人工心理理論是由中國北京科技大學(xué)教授、中國人工智能學(xué)會人工心理與人工情感專業(yè)委員會主任王志良教授提出的。他指出，人工心理就是利用信息科學(xué)的手段，對人的心理活動（著重是人的情感、意志、性格、創(chuàng)造）的更全面內(nèi)容的再一次人工機(jī)器（計(jì)算機(jī)、模型算法等）模擬，其目的在于從心理學(xué)廣義層次上研究人工情感、情緒與認(rèn)知、動機(jī)與情緒的人工機(jī)器實(shí)現(xiàn)的問題。3、感性工學(xué)。日本從上世紀(jì)九十年代就開始了感性工學(xué)（KanseiEngineering）的研究。所謂感性工學(xué)就是將感性與工程結(jié)合起來的技術(shù)，是在感性科學(xué)的基礎(chǔ)上，通過分析人類的感性，把人的感性需要加入到商品設(shè)計(jì)、制造中去，它是一門從工程學(xué)的角度實(shí)現(xiàn)能給人類帶來喜悅和滿足的商品制造的技術(shù)科學(xué)。情感機(jī)器人的這三種理論有一個根本缺陷，都是從心理學(xué)層面上理解情感，不了解情感的哲學(xué)本質(zhì)，沒有建立科學(xué)的情感數(shù)學(xué)模型。四、情感機(jī)器人發(fā)展的理論障礙人工情感包括三個方面：情感識別、情感表達(dá)與情感理解（或情感思維）。目前，世界各國的科學(xué)家在情感識別與情感表達(dá)兩個方面所取得的成果非常顯著，但在情感理解或情感思維方面卻收獲甚微。其根本原因在于，到目前為止，沒有一個科學(xué)家能夠真正了解情感的哲學(xué)本質(zhì)及客觀目的是什么，沒有創(chuàng)立一個全新的、科學(xué)的、數(shù)學(xué)化的情感理論，沒有建立一個真正的情感數(shù)學(xué)模型。目前的人工智能實(shí)際上只是人工認(rèn)知，它是狹義的人工智能。知、情、意是人類三種基本的思維形式，那么廣義的人工智能應(yīng)該包括人工認(rèn)知、人工情感和人工意志三個方面，因此要想由狹義的人工智能朝向廣義的人工智能發(fā)展，就必須首先解決一系列有關(guān)情感的基本理論問題：什么是情感？情感的客觀目的是什么？認(rèn)知與情感到底有何區(qū)別？等等，而這些深層次的理論問題是當(dāng)今的哲學(xué)、思維科學(xué)、生命科學(xué)和心理學(xué)等沒能真正解決的。計(jì)算機(jī)的人工智能水平在經(jīng)歷了一段時間的突飛猛進(jìn)之后，如今已經(jīng)接近了它的理論上的發(fā)展極限，顯然，不解決上述深層次的、哲學(xué)層面上的理論問題，不解決“人工智能”、“人工情感”和“情感計(jì)算”理論所存在的一系列嚴(yán)重的危機(jī)與哲學(xué)錯誤，要想研究真正意義的情感機(jī)器人是絕對不可能的。目前的人工情感理論存在三個方面的嚴(yán)重缺陷：1、不了解情感的哲學(xué)本質(zhì)。情感是人類的一種主觀意識，它必然是人腦對于某一種客觀存在的主觀反映，這種客觀存在就是“價值”（或利益），情感與價值的關(guān)系就是主觀與客觀的關(guān)系，因此情感的哲學(xué)本質(zhì)就是人腦對于事物價值特性的一種主觀反映，情感的思維實(shí)際上就是人腦對于“價值”的思維，對于情感的計(jì)算實(shí)際上就是對于價值的計(jì)算。而目前所有人工情感的研究者們都不知道這一點(diǎn)，他們總是試圖通過測量和計(jì)算情感產(chǎn)生過程的各種生理指標(biāo)（如心率、血壓、腦電波、呼吸、瞳孔直徑、激素分泌、血液成份等）的變化數(shù)據(jù)來確定情感強(qiáng)度的變化情況，來研究情感的變化規(guī)律，其結(jié)果必然是：“在主觀范圍內(nèi)繞圈子，在表面形式上打循環(huán)”。事實(shí)上，情感的感受強(qiáng)度、表達(dá)強(qiáng)度和生理喚醒指標(biāo)等三個方面只是反映了情感在感受、作用和表達(dá)過程中所體現(xiàn)的生理指標(biāo)，都屬于情感的主觀表現(xiàn)形式，而不是情感所反映的客觀內(nèi)容。情感所反映的客觀內(nèi)容就是主體所擁有的價值關(guān)系或利益關(guān)系及其變化，對于情感表現(xiàn)形式所激發(fā)的生理指標(biāo)的計(jì)算，只能反映情感的表面形式，而不能反映情感的客觀內(nèi)容，只有對情感所反映的客觀內(nèi)容——價值關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，才能客觀地、準(zhǔn)確地、全面地反映情感運(yùn)行的真實(shí)狀態(tài)。情感是人腦對于事物價值特征的主觀反映，其客觀目的在于引導(dǎo)人更好地識別價值、消費(fèi)價值、創(chuàng)造價值和表達(dá)價值，因此情感的識別實(shí)際上就是價值的識別，情感的表達(dá)實(shí)際上就是價值的表達(dá)，情感的計(jì)算實(shí)際上就是價值的計(jì)算。2、不了解情感的主要功能。目前的人工情感研究者們只知道情感的功能作用在于使人或機(jī)器更具有“人情味”、更友好、更容易形成自然而親切的人與機(jī)交互，營造真正和諧的人機(jī)環(huán)境。事實(shí)是，情感的功能遠(yuǎn)非如此！情感除了幫助建立機(jī)器人的人性化界面，還能夠有效地提高思維的效率與速度，而且，情感還有一個更重要的功能，那就是：情感是人的行為靈活性、決策自主性和思維創(chuàng)造性的根本來源。智能機(jī)器人主要的缺陷在于：只能按照人預(yù)先編制的程序進(jìn)行動作，不能自主地確立和調(diào)整價值目標(biāo)，不能創(chuàng)造性地制訂和修改總體規(guī)劃及行為方案，不能總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和吸取教訓(xùn)。智能機(jī)器人一旦具有了情感，就能夠以“達(dá)到既定的意志目標(biāo)”為行為方向，以內(nèi)設(shè)的“價值觀系統(tǒng)（或情感系統(tǒng)）、認(rèn)知系統(tǒng)和意志系統(tǒng)”為價值計(jì)算依據(jù)，以“實(shí)現(xiàn)最大價值率”為行為準(zhǔn)則，建立一系列價值計(jì)算的函數(shù)關(guān)系式或約束方程式，再根據(jù)機(jī)器人所處的自然環(huán)境和人文社會環(huán)境確定若干個邊界條件，選定情感和意志的動力特性參數(shù)，就可以主動地、創(chuàng)造性地調(diào)整“整體規(guī)劃、行為方案和具體動作”，然后對行為的最終結(jié)果進(jìn)行價值評價，以便及時地修正價值觀系統(tǒng)（或情感系統(tǒng)）、認(rèn)知系統(tǒng)和意志系統(tǒng)，達(dá)到總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和吸取教訓(xùn)的目的。3、不了解情感的內(nèi)在邏輯程序。目前，人工情感的研究者們完全不了解情感運(yùn)行的內(nèi)在邏輯程序，只知道人在進(jìn)行情感反應(yīng)時各種生理指標(biāo)的變化數(shù)據(jù)。事實(shí)上，人在進(jìn)行情感表達(dá)、情感識別和情感思維過程中，遵循著特定的邏輯程序。情感表達(dá)的邏輯程序大致是：人通過感覺器官接收刺激信號，大腦就會把以前存儲在“價值觀系統(tǒng)”中該事物的“主觀價值率”提取出來，與自身的“中值價值率”進(jìn)行比較、判斷和計(jì)算。當(dāng)前者大于后者時，就會在大腦中的邊緣系統(tǒng)（該組織決定著情感的正負(fù)）的“獎勵區(qū)域”產(chǎn)生正向的情感反映（如滿意、自豪）；當(dāng)前者小于后者時，就會在大腦中的邊緣系統(tǒng)的“懲罰區(qū)域”產(chǎn)生負(fù)向的情感反映（如失望、慚愧）。大腦然后對價值的目標(biāo)指向、變化方式、變化時態(tài)、對方的利益相關(guān)性等進(jìn)行判斷，從而確定和選擇情感表達(dá)的基本模式。此外，情感識別、情感計(jì)算與情感調(diào)控也遵循著特定的邏輯程序。如果不了解情感運(yùn)行的內(nèi)在邏輯程序，就不可能研制出真正意義的情感機(jī)器人。4、不了解情感的數(shù)學(xué)模型。目前的心理學(xué)沒有建立任何的情感數(shù)學(xué)模型，也不知道情感的數(shù)學(xué)變化規(guī)律。顯然，要實(shí)現(xiàn)情感的數(shù)字化，就必須首先建立情感的數(shù)學(xué)模型。事實(shí)上，人的情感可以通過情感矩陣來進(jìn)行描述，并可以進(jìn)行情感的交集運(yùn)算與并集運(yùn)算，情感強(qiáng)度的變化有著特定的數(shù)學(xué)規(guī)律。情感是人腦對于事物價值特性的主觀反映，雖然，事物的“價值率高差”在根本上決定著人的情感強(qiáng)度，但在一般情況下，情感的強(qiáng)度并不與事物的價值率高差成正比，而是一種特殊的指數(shù)函數(shù)關(guān)系。正是上述的理論障礙，在根本上決定了情感機(jī)器人的發(fā)展局限性。目前，各國所聲稱擁有情感的機(jī)器人，最多只能模擬人的某些情感表達(dá)方式，并進(jìn)行一些簡單的情感識別，不可能具有真正意義上的內(nèi)在情感思維。五、情感機(jī)器人的理論框架情感的產(chǎn)生與運(yùn)行是一個非常復(fù)雜的過程，情感機(jī)器人的研發(fā)必須建立在科學(xué)的情感理論的基礎(chǔ)之上，才是現(xiàn)實(shí)的，沒有一個全新的科學(xué)的情感理論作指導(dǎo)，要研發(fā)真正意義上的情感機(jī)器人是不可能的。這種全新的情感理論必須突破心理學(xué)的局限，也必須突破社會科學(xué)的局限，成為一門獨(dú)立的、橫跨自然科學(xué)與社會科學(xué)的交叉性科學(xué)理論，其根本目的在于：情感數(shù)字化。這種全新的情感理論就是“數(shù)理情感學(xué)”，它以“統(tǒng)一價值論”為理論前提，采用數(shù)理邏輯方法分析情感現(xiàn)象與情感規(guī)律的科學(xué)。歸納起來，“統(tǒng)一價值論”與“數(shù)理情感學(xué)”主要通過如下步驟共同完成情感機(jī)器人的理論框架。1、實(shí)現(xiàn)所有不同價值的統(tǒng)一度量。=1\*GB3①改造物理學(xué)的“耗散結(jié)構(gòu)論”，從物理學(xué)角度定義“價值”概念（即廣義有序化能量），使價值理論建立在自然科學(xué)的基礎(chǔ)之上；=2\*GB3②實(shí)現(xiàn)生活資料使用價值的統(tǒng)一度量；然后，實(shí)現(xiàn)勞動價值的統(tǒng)一度量；=3\*GB3③實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資料使用價值的統(tǒng)一度量。這樣一來，所有價值都有著統(tǒng)一、明確而穩(wěn)定的度量標(biāo)準(zhǔn)或度量尺度：能量尺度（焦耳）。2、推導(dǎo)出“廣義價值規(guī)律”。=1\*GB3①由“最大有序化法則”推導(dǎo)出“最大價值率法則”（價值率就是單位時間內(nèi)產(chǎn)出價值與投入價值的比值，在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，價值率就是利潤率）；=2\*GB3②由“最大價值率法則”推導(dǎo)出“選擇傾向性法則”或“中值價值率法則”；=3\*GB3③由“中值價值率法則”推導(dǎo)出“廣義價值規(guī)律”。廣義價值規(guī)律的基本內(nèi)涵就是：事物的價值率不斷趨近于主體的中值價值率?；蛘哒f，事物的價值率高差（即事物的價值率與主體的中值價值率之差）不斷趨于零。3、揭示認(rèn)知、情感與意志的哲學(xué)本質(zhì)及相互關(guān)系。=1\*GB3①知（認(rèn)知）、情（情感）、意（意志）是人類心理活動的三種基本形式，分別是對事實(shí)關(guān)系、價值關(guān)系和自身行為關(guān)系的一種主觀反映；=2\*GB3②價值關(guān)系是一種特殊的事實(shí)關(guān)系，自身行為關(guān)系是一種特殊的價值關(guān)系，因此，情感是一種特殊的認(rèn)知，意志又是一種特殊的情感；=3\*GB3③認(rèn)知主要是關(guān)于“是如何”的認(rèn)識，情感主要是關(guān)于“應(yīng)如何”的認(rèn)識，意志主要是關(guān)于“怎么辦”的認(rèn)識；=4\*GB3④情感以認(rèn)知為基礎(chǔ)，認(rèn)知以情感為導(dǎo)向，意志以情感為基礎(chǔ)，情感以意志為導(dǎo)向。4、建立情感的數(shù)學(xué)模型。=1\*GB3①情感與價值觀的哲學(xué)本質(zhì)都是“人腦對于事物價值特性的一種主觀反映”，其中，情感是對事物價值特性的間接性和相對性反映，而價值觀是對事物價值特性的直接性和絕對性反映；=2\*GB3②價值觀的客觀目的在于識別“事物的價值率”，可以采用所有不同事物的價值率所組成的數(shù)學(xué)矩陣來描述一個人的價值觀系統(tǒng)（即Ｗ＝｛ωi×j｝m×n）；=3\*GB3③情感的客觀目的在于識別“事物的價值率高差”，可以采用所有不同事物的價值率高差所組成的數(shù)學(xué)矩陣來描述一個人的情感系統(tǒng)（即Ｍ＝｛μi×j｝m×n）；=4\*GB3④情感矩陣與相應(yīng)的作用系數(shù)矩陣一起，可以進(jìn)行交集運(yùn)算與并集運(yùn)算；=5\*GB3⑤情感系統(tǒng)中的每個情感元素又可以由若干個情感子元素所組成的情感矩陣來構(gòu)成，從而構(gòu)成二維和多維的情感矩陣。5、建立意志的數(shù)學(xué)模型。=1\*GB3①意志的哲學(xué)本質(zhì)都是“人腦對于自身行為價值特性的一種主觀反映”；=2\*GB3②意志的客觀目的在于識別和處理“自身行為的價值率”，可以采用所有不同行為方式的價值率高差所組成的數(shù)學(xué)矩陣來描述一個人的意志系統(tǒng)（即Ｘ＝｛xi×j｝m×n）；=3\*GB3③意志矩陣與相應(yīng)的作用系數(shù)矩陣一起，可以進(jìn)行交集運(yùn)算與并集運(yùn)算；=4\*GB3④意志系統(tǒng)中的每個意志元素又可以由若干個意志子元素所組成的意志矩陣來構(gòu)成，從而構(gòu)成二維和多維的意志矩陣，即超復(fù)雜行為的意志由若干復(fù)雜行為的意志矩陣所組成，復(fù)雜行為的意志又由若干簡單行為的意志矩陣所組成，簡單行為的意志由若干本能行為的意志矩陣所組成。6、闡述情感運(yùn)行的內(nèi)在邏輯程序。=1\*GB3①情感表達(dá)的邏輯程序大致是：接收事物的刺激信號，提取該事物的價值觀，比較人自身的中值價值率，確定情感的強(qiáng)度與方向，選擇情感表達(dá)模式，接收和處理情感表達(dá)所產(chǎn)生的反饋信號；=2\*GB3②情感識別的邏輯程序大致是：接收事物的刺激信號，檢測和提取特征參數(shù)，比較情感模式，產(chǎn)生情感反映，存儲情感信息到情感矩陣之中；=3\*GB3③情感計(jì)算的邏輯程序大致是：將事物的價值率高差“對數(shù)轉(zhuǎn)換”為情感強(qiáng)度，對情感強(qiáng)度進(jìn)行交集、并集運(yùn)算，產(chǎn)生新的情感強(qiáng)度，將情感強(qiáng)度“指數(shù)還原”為新事物的價值率高差；=4\*GB3④情感修正的邏輯程序大致是：人通過感覺與思維，了解到某事物的實(shí)際價值率高差，與大腦中情感矩陣所記憶該事物的主觀價值率高差，存在一定的差異，人就會修正對于該事物的情感強(qiáng)度。7、闡述意志運(yùn)行的內(nèi)在邏輯程序。=1\*GB3①意志表達(dá)（即行為實(shí)施）的邏輯程序大致是：接收某種價值目標(biāo)事物的刺激信號，提取能夠最有效實(shí)現(xiàn)該價值目標(biāo)的多種相關(guān)行為的主觀價值率（即行為價值觀），比較自身的中值價值率，確定多種相關(guān)行為的意志強(qiáng)度與意志方向，選取具有最大意志強(qiáng)度的相關(guān)行為，并組織實(shí)施該相關(guān)行為。=2\*GB3②意志計(jì)算（即行為設(shè)計(jì)）的邏輯程序大致是：確立價值目標(biāo)（根據(jù)自身生存與發(fā)展的需要），設(shè)計(jì)整體方案（按照最大價值率法則，把超復(fù)雜行為分解為若干個復(fù)雜行為，并通過意志的并集運(yùn)算與交集運(yùn)算，計(jì)算出該超復(fù)雜行為的意志強(qiáng)度），制定實(shí)施細(xì)則（按照最大價值率法則，把復(fù)雜行為分解為若干個簡單行為，并通過意志的并集運(yùn)算與交集運(yùn)算，計(jì)算出該復(fù)雜行為的意志強(qiáng)度），落實(shí)具體行為（按照最大價值率法則，把簡單行為分解為若干個本能行為，并通過意志的并集運(yùn)算與交集運(yùn)算，計(jì)算出該簡單行為的意志強(qiáng)度），將上述各個層次的意志強(qiáng)度“指數(shù)還原”為相應(yīng)的行為價值率高差。=3\*GB3③意志修正的邏輯程序大致是：人通過感覺與思維，了解到某行為的實(shí)際價值率高差，與大腦中意志矩陣所記憶該行為的主觀價值率高差，存在一定的差異，人就會修正對于該事物的意志強(qiáng)度。8、設(shè)立情感與意志的調(diào)控機(jī)制。=1\*GB3①建立各種情感模式與價值變化的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置與調(diào)控各種情感模式；=2\*GB3②推導(dǎo)出“情感強(qiáng)度第一定律”（即情感強(qiáng)度與事物的價值率高差的對數(shù)成正比，μ＝Ｋmlog（１＋ΔＰ）），并根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置與調(diào)控情感的強(qiáng)度系數(shù)；=3\*GB3③對情感“八大動力特性”（強(qiáng)度性、穩(wěn)定性、細(xì)致性、層次性、效能性、周期性、時序性與差異性）進(jìn)行精確定義，并根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置與調(diào)控情感的動力特性；=4\*GB3④對意志的“八大動力特性”進(jìn)行精確定義，并根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置與調(diào)控意志的動力特性。情感調(diào)控的客觀目的就是為了使情感的動力特性與主體所處的價值關(guān)系的變化特性相適應(yīng)。意志調(diào)控的客觀目的就是為了使意志的動力特性與主體各種行為價值關(guān)系的變化特性相適應(yīng)。六、國外情感機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r日本已經(jīng)形成舉國研究“感性工學(xué)”的高潮。1996年日本文部省就以國家重點(diǎn)基金的方式開始支持“情感信息的信息學(xué)、心理學(xué)研究”的重大研究課題，參加該項(xiàng)目的有十幾個大學(xué)和研究單位，主要目的是把情感信息的研究從心理學(xué)角度過渡到心理學(xué)、信息科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的交叉融合。每年都有日本感性工學(xué)全國大會召開。與此同時，一向注重經(jīng)濟(jì)利益的日本，在感性工學(xué)產(chǎn)業(yè)化方面取得了很大成功。日本各大公司競相開發(fā)、研究、生產(chǎn)了所謂的個人機(jī)器人（PersonalRobot）產(chǎn)品系列。其中，以SONY公司的AIBO機(jī)器狗（已經(jīng)生產(chǎn)6萬只，獲益近10億美元）和QRIO型以及SDR－4X型情感機(jī)器人為典型代表。日本新開發(fā)的情感機(jī)器人取名“小IF”，可從對方的聲音中發(fā)現(xiàn)感情的微妙變化，然后通過自己表情的變化在對話時表達(dá)喜怒哀樂，還能通過對話模仿對方的性格和癖好。美國MIT展開了對“情感計(jì)算”的研究，IBM公司開始實(shí)施“藍(lán)眼計(jì)劃”和開發(fā)“情感鼠標(biāo)”；2021年4月美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們展示了他們最新開發(fā)出的情感機(jī)器人“Nexi”，該機(jī)器人不僅能理解人的語言，還能夠?qū)Σ煌Z言做出相應(yīng)的喜怒哀樂反應(yīng)，還能夠通過轉(zhuǎn)動和睜閉眼睛、皺眉、張嘴、打手勢等形式表達(dá)其豐富的情感。這款機(jī)器人完全可以根據(jù)人面部表情的變化來做出相應(yīng)的反應(yīng)。它的眼睛中裝備有CCD(電荷耦合器件)攝像機(jī)，這使得機(jī)器人在看到與它交流的人之后就會立即確定房間的亮度并觀察與其交流者的表情變化。歐洲國家也在積極地對情感信息處理技術(shù)（表情識別、情感信息測量、可穿戴計(jì)算等）進(jìn)行研究。歐洲許多大學(xué)成立了情感與智能關(guān)系的研究小組。其中比較著名的有：日內(nèi)瓦大學(xué)KlausSoberer領(lǐng)導(dǎo)的情緒研究實(shí)驗(yàn)室。布魯塞爾自由大學(xué)的D.Canamero領(lǐng)導(dǎo)的情緒機(jī)器人研究小組以及英國伯明翰大學(xué)的A.Sloman領(lǐng)導(dǎo)的CognitionandAffectProject。在市場應(yīng)用方面，德國MehrdadJaladi-Soli等人在2001年提出了基于EMBASSI系統(tǒng)的多模型購物助手。EMBASSI是由德國教育及研究部（BMBF）資助并由20多個大學(xué)和公司共同參與的，以考慮消費(fèi)者心理和環(huán)境需求為研究目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)型電子商務(wù)系統(tǒng)。英國科學(xué)家已研發(fā)出名為“靈犀機(jī)器人”（HeartRobot）的新型機(jī)器人，這是一種彈性塑膠玩偶，其左側(cè)可以看到一個紅色的“心”，而它的心臟跳動頻率可以變化，通過程式設(shè)計(jì)的方式，讓機(jī)器人可對聲音、碰觸與附近的移動產(chǎn)生反應(yīng)。七、我國情感機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r我國機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)70年代后期，863計(jì)劃就將機(jī)器人技術(shù)作為一個重要的發(fā)展主題，國家投入幾個億的資金開始了機(jī)器人研究。目前，中科院沈陽自動化所、原機(jī)械部的北京自動化所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、中科院北京自動化所、北京科學(xué)大學(xué)等單位都做了非常重要的研究工作，代表性產(chǎn)品有工業(yè)機(jī)器人、水下機(jī)器人、空間機(jī)器人、核工業(yè)機(jī)器人。我國對人工情感和認(rèn)知的理論和技術(shù)的研究始于20世紀(jì)90年代，大部分研究工作是針對人工情感單元理論與技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究多功能感知機(jī)，主要包括表情識別、人臉識別、人臉檢測與跟蹤、手語識別、手語會成、表情合成、唇讀等內(nèi)容，并與海爾公司合作研究服務(wù)機(jī)器人。清華大學(xué)進(jìn)行了基于人工情感的機(jī)器人控制體系結(jié)構(gòu)的研究。北京交通大學(xué)進(jìn)行多功能感知機(jī)和情感計(jì)算的融合研究。中國科學(xué)院自動比研究所主要研究基于生物特征的身份驗(yàn)證。中科院心理學(xué)所、生物所主要注重情緒心理學(xué)與生理學(xué)關(guān)系的研究。中國科技大學(xué)開展了基于內(nèi)容的交互式感性圖像檢索的研究。中國科學(xué)院軟件所主要研究智能用戶界面。浙江大學(xué)研究虛擬人物及情緒系統(tǒng)構(gòu)造等。我國國內(nèi)開展的研究項(xiàng)目主要有：“臉部運(yùn)動編碼系統(tǒng)”可應(yīng)用于人臉表情的自動識別與合成；“MPEG-4V2視覺標(biāo)準(zhǔn)”可以組合多種表情以模擬混合表情；針對人的肢體運(yùn)動而設(shè)計(jì)的“運(yùn)動和身體信息捕獲設(shè)備”；基于生物特征的“身份驗(yàn)證系統(tǒng)”；“語調(diào)表情構(gòu)造系統(tǒng)”根據(jù)語音的時間、振幅、基頻和共振峰等，尋找不同情感信號特征的構(gòu)造特點(diǎn)和分布規(guī)律；“可穿戴式計(jì)算機(jī)”可用于增強(qiáng)和補(bǔ)償人的感知功能。八、情感機(jī)器人的學(xué)術(shù)動態(tài)當(dāng)前國際人工智能領(lǐng)域?qū)θ斯で楦泻驼J(rèn)知領(lǐng)域的研究日趨活躍。美國人工智能協(xié)會（AAAI）在1998、1999和2004年連續(xù)組織召開專業(yè)的學(xué)術(shù)會議對人工情感和認(rèn)知進(jìn)行研討，我國國內(nèi)的研究者也開展了許多的研究工作和學(xué)術(shù)活動。2003年12月在北京召開了第一屆中國情感計(jì)算及智能交互學(xué)術(shù)大會。2005年10月在北京召開的第一屆情感計(jì)算和智能交互國際學(xué)術(shù)會議，集合了世界一流的情感計(jì)算、人工情緒和人工心理研究的著名專家學(xué)者。這說明我國的人工情感和人工心理的研究在逐步展開并向國際水平看齊。九、情感機(jī)器人的價值功能情感機(jī)器人的價值功能具體體現(xiàn)在：1、界面友好性。人在操作使用機(jī)器人時，如果機(jī)器人能夠?qū)θ说拿娌勘砬?、自然語言、身體姿態(tài)及對鍵盤和鼠標(biāo)的使用特征等進(jìn)行觀察，以識別和理解人的情感，并通過圖像、文字、語音等做出智能而友好的反應(yīng)，產(chǎn)生生動而真實(shí)的使用環(huán)境，幫助使用者獲得高效而親切的感覺，形成自然而親切的交互，營造真正和諧的人機(jī)環(huán)境。機(jī)器人對不同性格利益相關(guān)性、價值取向、情感特征、個人愛好和專業(yè)特長等做出不同的反應(yīng)，也有利于使用者掌握其性格脾氣和功能特性，有利于在智能玩具和游戲中構(gòu)筑擬人化的風(fēng)格和更加逼真的場景。還可以通過對不同類型的用戶建模(如操作方式、表情特點(diǎn)、態(tài)度喜好、認(rèn)知風(fēng)格、知識背景等)，以識別用戶的情感狀態(tài)，并以適合的方式呈現(xiàn)信息，在對當(dāng)前的操作作出即時反饋的同時，還要對情感變化背后的意圖形成新的預(yù)期，并激活相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，及時主動地提供用戶需要的新信息。2、智能效率性。價值思維與認(rèn)知思維的根本差異，在于前者是具有方向性和目的性的，后者則沒有。電腦或機(jī)器人一旦賦予了情感，就可以按如下的價值特性順序要求來生產(chǎn)、吸收、組織和使用信息，從而可以簡化思維過程，節(jié)約思維資源，加快思維速度，減少思維差錯：一是價值重要性順序，如主體將會優(yōu)先發(fā)現(xiàn)、優(yōu)先識別、優(yōu)先攝取和優(yōu)先使用具有較大價值量或價值率的信息；二是時間緊迫性順序，如根據(jù)事物的變化時間緊迫性的順序決定邏輯推理的過程是采取模糊、粗略而簡明的方法，還是采取精確、嚴(yán)密而詳盡的方法；三是利益傾向性順序，如對于有利于（或不利于）維護(hù)自身利益的理論觀點(diǎn)，主體總會優(yōu)先發(fā)現(xiàn)支持（或否定）其成立的依據(jù)和證據(jù)；四是利益相關(guān)性順序，如在對于事物的起因、現(xiàn)狀和發(fā)展方向進(jìn)行分析時，主體總是力圖把自己的作用、自身的經(jīng)驗(yàn)、自身的利益（或命運(yùn)）與該事物聯(lián)系起來；五是價值連續(xù)性順序，如對于過去不友好的電腦使用者通常提供不友好的使用界面；六是價值變化的敏感性順序，如對于陌生事物的觀察與分析以及對有關(guān)信息的處理，采取較為謹(jǐn)慎的態(tài)度，以防虛假信息的出現(xiàn)或病毒的感染；七是價值知識的經(jīng)驗(yàn)性順序，如通過綜合分析電腦使用者的相貌、體形、操作方式、操作內(nèi)容、交往對象（或網(wǎng)站）、工作時間等，可對他的能力、性格、職業(yè)、愛好等進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性判斷，從而為其提供高效、快捷的界面服務(wù)；八是價值特性的關(guān)聯(lián)性順序，如在對事物的起因、現(xiàn)狀和發(fā)展方向進(jìn)行分析時，主體將會參照與該事物存在價值關(guān)聯(lián)性的事物的起因、現(xiàn)狀和發(fā)展方向?？傊?，有了情感（或意志）的引導(dǎo)與調(diào)控，主體的思維（或行為）就會具有明確的目的性和方向性，從而顯著地提高思維（或行為）的效率和速度。這就是為什么人腦的思維效率能夠在許多方面超過電腦的根本原因。3、行為靈活性。如果沒有建立情感系統(tǒng)和意志系統(tǒng)，機(jī)器人就只能根據(jù)既定的程序、方法和手段，毫無選擇地、毫無靈活性地完成既定的工作任務(wù)，最多也只能根據(jù)已經(jīng)預(yù)計(jì)的某些特殊情況，個別地、機(jī)械地變更其程序、方法和手段。機(jī)器人一旦賦予人類式的情感，就能夠以實(shí)現(xiàn)最大價值率為行為準(zhǔn)則，根據(jù)價值觀系統(tǒng)的引導(dǎo)，靈活地改變行為方案，以應(yīng)對復(fù)雜多變的自然環(huán)境和社會環(huán)境。4、決策自主性。一般機(jī)器人沒有任何自主決策能力，一切按照設(shè)計(jì)者的意志辦事。而情感機(jī)器人能夠以達(dá)到既定的意志目標(biāo)為行為方向，以內(nèi)設(shè)的價值觀系統(tǒng)（或情感系統(tǒng)）、認(rèn)知系統(tǒng)和意志系統(tǒng)為價值計(jì)算依據(jù)，綜合比較多個整體規(guī)劃和行為方案的價值關(guān)系，再根據(jù)實(shí)際情況的變化，自主地選擇、獨(dú)立地決策具有最大價值率的整體規(guī)劃和行為方案，并付諸實(shí)施。5、思維創(chuàng)造性。信息是價值的真正源泉，對于既定的意志目標(biāo)，具有情感的機(jī)器人能夠根據(jù)最大價值率法則，不斷自主地變更整體規(guī)劃、行為方案、知識體系、價值觀、思維方式等，并對變更之后的行為結(jié)果進(jìn)行價值評價，凡是能夠產(chǎn)生價值增長的新的整體規(guī)劃、行為方案、知識體系、價值觀、思維方式等，都包含著一定的信息，都包含著思維方面的創(chuàng)造與發(fā)明，都會被情感機(jī)器人所吸收和采用。6、人際交往性。價值是人類生存與發(fā)展的動力源，社會和個人所追求的物質(zhì)目標(biāo)和精神目標(biāo)都是價值目標(biāo)的具體體現(xiàn)，任何形式的社會關(guān)系（如經(jīng)濟(jì)的、政治的和文化的關(guān)系）在本質(zhì)上都是價值關(guān)系（或利益關(guān)系），一切形式的目標(biāo)管理在本質(zhì)上都是以特定價值內(nèi)容為主導(dǎo)方向的價值管理，人類社會的一切矛盾都可歸結(jié)為利益關(guān)系的矛盾，社會結(jié)構(gòu)的一切變革實(shí)質(zhì)上都是利益關(guān)系的調(diào)整與重構(gòu)，總之，利益關(guān)系的處理與調(diào)整是社會事務(wù)（社會管理或社會服務(wù)）和人際交往的核心內(nèi)容，而這一點(diǎn)正是通過情感系統(tǒng)和意志系統(tǒng)對人的思維與行動進(jìn)行引導(dǎo)和控制來實(shí)現(xiàn)的，因此賦予情感與意志是機(jī)器人能否參與社會事務(wù)和人際交往的關(guān)鍵。情感的客觀目的在于正確反映主體所擁有的價值關(guān)系，并為主體調(diào)整其價值關(guān)系提供決策依據(jù)和行為驅(qū)動力，機(jī)器人一旦賦予了情感和意志，就可以像人一樣應(yīng)對自如地處理其所擁有（或賦予）的價值關(guān)系，參與社會事務(wù)和人際交往。十、情感機(jī)器人的社會影響將情感注入計(jì)算機(jī)或機(jī)器人具有十分重要的意義，它使電腦向人腦的方向邁進(jìn)了一大步，大大增強(qiáng)其使用功能，擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。如果機(jī)器人具有與人一樣的情感和意志，就具有了獨(dú)立的人格、自控的行為、自主的決策、創(chuàng)新的思維和自由的意志，就能夠在復(fù)雜的環(huán)境條件下，了解和猜測主人的價值取向、主觀意圖和決策思路，靈活性、積極地、創(chuàng)造性地進(jìn)行活動，使其運(yùn)行過程具有更明確的目標(biāo)性、更高的主動性和更強(qiáng)的創(chuàng)造性，圓滿完成主人交給的各種復(fù)雜的工作任務(wù)，從而在更大的工作范圍取代人。屆時，從純邏輯的角度來看，人與機(jī)器人就再沒有任何根本性差異了，這將是人工智能技術(shù)的一次重大飛躍，必然會對人類社會的各個方面產(chǎn)生深刻的影響，主要體現(xiàn)在：1、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。情感機(jī)器人能夠參與社會事務(wù)和人際交往以后，就會在越來越多的社會管理領(lǐng)域、生產(chǎn)領(lǐng)域和生活服務(wù)領(lǐng)域取代人，機(jī)器人將會成了一支越來越龐大的“勞動大軍”，那么機(jī)器人的機(jī)體制造廠、軟件開發(fā)公司、程序調(diào)整中心、醫(yī)院、美容店、餐館、俱樂部、學(xué)校、托兒所、職介所等行業(yè)將會迅速發(fā)展起來，社會的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)將會出現(xiàn)重大調(diào)整。2、社會關(guān)系的調(diào)整。機(jī)器人的行為效應(yīng)（如違法犯罪后果、社會與經(jīng)濟(jì)收益等）應(yīng)該由誰來承擔(dān)，是研制者、制造者、控制者還是所有者？機(jī)器人如果殺了人，應(yīng)該如何處理？是全部拆卸或分解，還是重新調(diào)整程序？如果機(jī)器人被人所“殺”，人應(yīng)該如何承擔(dān)法律和經(jīng)濟(jì)責(zé)任？一方面應(yīng)該如何使機(jī)器人“遵紀(jì)守法”，另一方面應(yīng)該如何維護(hù)機(jī)器人的“合法權(quán)益”？機(jī)器人是否具有繼承權(quán)？人與機(jī)器人、機(jī)器人與機(jī)器人之間的經(jīng)濟(jì)與法律糾紛應(yīng)該如何處理？機(jī)器人是否具有選擇權(quán)和被選舉權(quán)，是否可以“競選”市長？3、倫理觀念的變遷。由于情感與意志的賦予，機(jī)器人與人之間的界線就會越來模糊，機(jī)器人具有了“人性”，參與了社會事務(wù)與人際交往，人應(yīng)該如何對待機(jī)器人，如何處理人與機(jī)器人以及機(jī)器人之間的關(guān)系，如何評價機(jī)器人所取得的成績，如何看待機(jī)器人的缺點(diǎn)和錯誤。機(jī)器人作為“二等公民”，應(yīng)該如何確立其“社會地位”，如何看待和處理人與機(jī)器人以及機(jī)器人之間的“親情”、“友情”與“愛情”。4、生活方式的變更。隨著機(jī)器人越來越多地替代了人類從事簡單重復(fù)性工作、惡劣環(huán)境和高強(qiáng)度的工作，人類將會主要從事自由性、自主性、創(chuàng)造性和復(fù)雜性較強(qiáng)的工作，其工作時間的隨意性、工作地點(diǎn)的游動性、工作內(nèi)容的自主性、工作報(bào)酬的隨機(jī)性和工作方式的選擇性不斷提高，必須會使人們的生活內(nèi)容和生活方式發(fā)生著深刻的變化，包括個人消費(fèi)、人際交往和家庭結(jié)構(gòu)等方面的變化。此外，人將會越來越多地與機(jī)器人打交道，機(jī)器人家庭保姆將會大規(guī)模地進(jìn)入家庭，并具有了越來越強(qiáng)的心理功能和精神功能，打時的第一句話可能是“請問，你是人嗎？”或“請你的主人接”。5、社會隱患的增多。機(jī)器人具有了情感以后，能夠進(jìn)行獨(dú)立思考和自主行為，由于其信息的處理速度快，信息的貯存量大，運(yùn)轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確性高，在許多方面具有比人類更多的優(yōu)勢，他們一旦“嘩變”，其后果不堪設(shè)想，其災(zāi)難性不會亞于核武器的大規(guī)模引爆。機(jī)器人參與社會生活以后，社會矛盾日趨復(fù)雜化，將會大大提高社會的不穩(wěn)定性；機(jī)器人進(jìn)入家庭（如家庭保姆、健康顧問、精神陪護(hù)等）以后，由于賦予了機(jī)器人以心理功能和精神功能，家庭矛盾也日趨復(fù)雜化，將會提高家庭的不穩(wěn)定性。6、人機(jī)一體化的發(fā)展。情感在人的思維活動中占據(jù)極為重要的地位，決定和制約著人的行為活動和其它思維活動的基本框架與總體方向，人工情感的全面實(shí)現(xiàn)不僅可以使計(jì)算機(jī)具有友好的、人性化的人機(jī)界面，更重要的是能夠使機(jī)器人或計(jì)算機(jī)具有更高的信息處理速度與效率，具有獨(dú)立的決策能力和行為控制能力，具有創(chuàng)造性和開拓性的思維能力。到了那個時候，從純邏輯的角度來看，人與機(jī)器人之間已經(jīng)沒有任何區(qū)別了，只有機(jī)器體與肉體之間的區(qū)別了，人與機(jī)器人之間就可以實(shí)現(xiàn)全面的融合：一方面，機(jī)器人的一些“部件”（包括思維“部件”），可以實(shí)現(xiàn)“肉體化”；另一方面，人身上的一些“部件”（包括思維“部件”），可以實(shí)現(xiàn)“非肉體化”；第三方面，機(jī)器人與人可以進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。例如，一個人的肉體老化后，可以將其大腦中所有的認(rèn)知、情感與意志方面的信息提取出來，輸入機(jī)器人的大腦中暫時“貯存”下來，并由該機(jī)器人代為本人繼續(xù)行使有關(guān)的社會職責(zé)，等本人的“克隆”體制作完成后，再把機(jī)器人的大腦中的有關(guān)信息移植到過來?？傊?，將來的情感機(jī)器人與人類可能并沒有明顯的界限和本質(zhì)的區(qū)別，它們各有所長，各有所短，分別適合于不同的社會生產(chǎn)與社會生活的環(huán)境條件，彼此可以相互轉(zhuǎn)換、相互滲透、相互促進(jìn)。人與機(jī)器之間的矛盾與沖突，并不是“你死我活”的、“你爭我斗”，而是“和諧同存”、“肝膽相照”、“榮辱與共”、“互利互惠”、“相互尊重”的關(guān)系。十一、機(jī)器人的發(fā)展歷程機(jī)器人技術(shù)的形成，歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中各國加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)的投入，由于人力的缺乏，戰(zhàn)后的汽車工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)等迫切需要一種機(jī)器人來從事繁重的體力勞動，以提高生產(chǎn)效率，降低人的勞動強(qiáng)度。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展主要基于兩個目的：一是，機(jī)器人可以干人不愿意干的事，從而把人從有毒的、有害的、高溫的或危險的的環(huán)境中解放出來；二是，機(jī)器人可以干人不能干的事，許多高強(qiáng)度、高速度、高復(fù)雜性、高重復(fù)單調(diào)性工作，人是無法適應(yīng)的，一些太空領(lǐng)域、深海領(lǐng)域、惡劣環(huán)境領(lǐng)域和微觀領(lǐng)域的工作，人也無法適應(yīng)。機(jī)器人有四個發(fā)展階段。第一代機(jī)器人：示教再現(xiàn)型機(jī)器人。1947年，為了搬運(yùn)和處理核燃料，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了世界上第一臺遙控的機(jī)器人。1962年美國又研制成功PUMA通用示教再現(xiàn)型機(jī)器人，這種機(jī)器人通過一個計(jì)算機(jī)，來控制一個多自由度的一個機(jī)械，通過示教存儲程序和信息，工作時把信息讀取出來，然后發(fā)出指令，這樣的話機(jī)器人可以重復(fù)的根據(jù)人當(dāng)時示教的結(jié)果，再現(xiàn)出這種動作。比方說汽車的點(diǎn)焊機(jī)器人，它只要把這個點(diǎn)焊的過程示教完以后，它總是重復(fù)這樣一種工作。第二代機(jī)器人：感覺型機(jī)器人。示教再現(xiàn)型機(jī)器人對于外界的環(huán)境沒有感知，這個操作力的大小，這個工件存在不存在，焊接的好與壞，它并不知道，因此，在20世紀(jì)70年代后期，人們開始研究第二代機(jī)器人，叫感覺型機(jī)器人，這種機(jī)器人擁有類似人在某種功能的感覺，如力覺、觸覺、滑覺、視覺、聽覺等，它能夠通過感覺來感受和識別工件的形狀、大小、顏色。第三代機(jī)器人：情感識別與表達(dá)型機(jī)器人。20世紀(jì)90年代各國紛紛提出了“情感計(jì)算”、“感性工學(xué)”、“人工情感”與“人工心理”等理論，為情感識別與表達(dá)型機(jī)器人的產(chǎn)生奠定了理論基礎(chǔ)。主要的技術(shù)成果有：基于圖像或視頻的人臉表情識別技術(shù)，基于情景的情感手勢、動作識別與理解技術(shù)，表情合成和情感表達(dá)方法和理論，情感手勢、動作生成算法和模型，基于概率圖模型的情感狀態(tài)理解技術(shù)，情感測量和表示技術(shù)，情感交互設(shè)計(jì)和模型等。這種機(jī)器人能夠比較逼真地模擬人的許多種情感表達(dá)方式，能夠較為準(zhǔn)確地識別幾種基本的情感模式。但是，這種機(jī)器人沒有內(nèi)在的情感邏輯系統(tǒng)，不能真正地進(jìn)行情感思維與情感計(jì)算。第四代機(jī)器人：情感理解型機(jī)器人。經(jīng)過二十多年的潛心研究，仇德輝創(chuàng)立了“統(tǒng)一價值論”與“數(shù)理情感學(xué)”，為情感理解型機(jī)器人的產(chǎn)生奠定了理論基礎(chǔ)?！皵?shù)理情感學(xué)”建立在“統(tǒng)一價值論”的基礎(chǔ)之上，揭示了情感的哲學(xué)本質(zhì)就是人腦對于事物價值特性的主觀反映，情感的客觀目的在于引導(dǎo)人如何正確地識別價值、消費(fèi)價值、創(chuàng)造價值和表達(dá)價值；首次提出了情感可以采用數(shù)學(xué)矩陣的方式來進(jìn)行描述，推導(dǎo)出情感強(qiáng)度三大定律，并采用數(shù)學(xué)的方式來定義和計(jì)算情感的八大動力特性；“數(shù)理情感學(xué)”詳細(xì)闡述了情感與意志運(yùn)行的內(nèi)在邏輯程序以及情感內(nèi)部邏輯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)；等等，基本上解決了情感機(jī)器人的主要理論問題，從而揭開了情感機(jī)器人真正登上歷史舞臺的序幕。十二、情感機(jī)器人的經(jīng)濟(jì)前景當(dāng)初，生產(chǎn)和使用機(jī)器人的主要目的是為了幫助人們從繁重的體力和危險的環(huán)境中解放出來。發(fā)達(dá)國家的使用經(jīng)驗(yàn)表明：使用工業(yè)機(jī)器人可以降低廢品率和產(chǎn)品成本，提高了機(jī)器的利用率，降低了工人誤操作帶來的殘次零件風(fēng)險等，改善勞動條件，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，消除枯燥無味的工作，節(jié)約勞動力，提供更安全的工作環(huán)境，減少勞動風(fēng)險，提高企業(yè)競爭力。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用不斷從制造業(yè)領(lǐng)域向非制造業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展。一大批非工業(yè)機(jī)器人如家用機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)學(xué)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、娛樂機(jī)器人（寵物機(jī)器人）、微型機(jī)器人、特種機(jī)器人（包括管道機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、水下機(jī)器人、自動導(dǎo)引車和排險機(jī)器人等）開發(fā)出來，并投入使用。近幾年，機(jī)器人的數(shù)量大幅度增長，至2021年底，世界各地已經(jīng)部署了100萬臺各種工業(yè)機(jī)器人，其中，日本機(jī)器人數(shù)量據(jù)世界首位，一直保持“機(jī)器人王國”地位，擁有全世界60%左右的機(jī)器人。國際機(jī)器人技術(shù)聯(lián)合會2004年統(tǒng)計(jì)，全球共有60.7萬臺家用機(jī)器人投入使用，到2007年底，全球投入使用的家用機(jī)器人可能增加到410萬臺。家用機(jī)器人生產(chǎn)廠商科林·安格爾認(rèn)為：隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字產(chǎn)品的價格下降，家用機(jī)器人必將成為未來數(shù)字家庭的主導(dǎo)，完全有理由想象，10年之后每個家庭都將擁有一臺機(jī)器人。比爾·蓋茨，30前他毅然棄學(xué)，創(chuàng)立微軟，成為個人電腦普及革命的領(lǐng)軍人物；30年后的今天，他再次在《科學(xué)美國人》雜志向世界預(yù)言，機(jī)器人領(lǐng)域即將重復(fù)個人電腦崛起的道路，只要點(diǎn)燃機(jī)器人普及的“導(dǎo)火索”，這場革命必將與個人電腦一樣，徹底改變這個時代的生活方式。展望21世紀(jì)，機(jī)器人將是一個與20世紀(jì)計(jì)算機(jī)的普及一樣，會深入地應(yīng)用到各個領(lǐng)域，在21世紀(jì)的前20年是機(jī)器人從制造業(yè)走向非制造業(yè)的發(fā)展一個重要時期，也是智能機(jī)器人發(fā)展的一個關(guān)鍵時期。盡管機(jī)器人的發(fā)展非常迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到它應(yīng)有的水平，其中一個重要的原因就是現(xiàn)有機(jī)器人的“情商”為零。由于沒有情感的引導(dǎo)，機(jī)器人本身沒有任何自主性和靈活性，沒有友好的人機(jī)界面，更談不上創(chuàng)造性，只能按照固定的程序完成非常固定的任務(wù)，不能應(yīng)付復(fù)雜多變的環(huán)境，不能接受靈活機(jī)動的任務(wù)，因此機(jī)器人的應(yīng)用范圍受到了極大的限制。由于情感的賦予，機(jī)器人就擁有了與人完全一樣的智能效率性、行為靈活性、決策自主性和思維創(chuàng)造性，這樣一來，從純邏輯的角度來看，機(jī)器人與人就再沒有任何根本性差異了，機(jī)器人就可以從事人類所能從事的幾乎所有工作，包括生產(chǎn)勞動、企業(yè)經(jīng)營、社會管理、人際交往和技術(shù)創(chuàng)新等，可以在更大的程度上和更深的層次上取代人，從而大大擴(kuò)展它的應(yīng)用范圍，圓滿完成主人交給的各種復(fù)雜的工作任務(wù)，其社會需求量必將大大增加，研發(fā)真正意義的情感機(jī)器人無疑會產(chǎn)生數(shù)以萬億計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。十三、我國機(jī)器人的市場分析情感機(jī)器人的發(fā)展必須建立在一般機(jī)器人發(fā)展的基礎(chǔ)之上，要想發(fā)展情感機(jī)器人，就必須首先籌建機(jī)器人公司，立足國內(nèi)機(jī)器人市場，大力發(fā)展一般機(jī)器人。我國機(jī)器人市場具有如下特點(diǎn)：1、從事研發(fā)和制造的單位多。目前我國從事機(jī)器人研究與制造的技術(shù)力量相對分散，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，沒有形成一個研發(fā)中心、產(chǎn)業(yè)集群、規(guī)模企業(yè)與知名品牌。我國的工業(yè)機(jī)器人從20世紀(jì)80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，目前，我國從事機(jī)器人研發(fā)和制造的單位200多家。由于人事管理體制的束縛，機(jī)器人研發(fā)的技術(shù)力量相對分散，難以形成合力。由于技術(shù)、市場、政策等多方面的不確定性，企業(yè)也不愿投入巨資，進(jìn)行機(jī)器人的規(guī)模化生產(chǎn)。2、使用客戶的工種、行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)相對集中。就使用的工種而言，弧焊、點(diǎn)焊、裝配、噴涂機(jī)器人應(yīng)用的最多；其次是搬運(yùn)、上下料（沖壓、壓鑄、鑄鍛、注塑等用的大多是上下料機(jī)器人）；就使用的行業(yè)而言，大機(jī)械行業(yè)（機(jī)械制造和汽車工業(yè)）占用戶的65％，電子電器和郵電通訊占用戶的13％，工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在汽車、機(jī)械制造等行業(yè)；就使用的地區(qū)而言，我國工業(yè)機(jī)器人的使用主要集中在廣東、江蘇、上海、北京等地,擁有量占全國的一半以上；就使用的企業(yè)而言，外商獨(dú)資企業(yè)、中外合資企業(yè)和大型國有企業(yè)是工業(yè)機(jī)器人的主要客戶。3、需求增長速度快。有關(guān)專家預(yù)測我國機(jī)器人到2021年擁有量為17300臺，年銷售額為93.1億元。根據(jù)發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展與升級的歷程和工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢，機(jī)器人的需求每年將以40%的速度增長，到2021年我國機(jī)器人市場的容量約達(dá)十幾萬臺套。4、進(jìn)口比例高。目前我國所擁有的機(jī)器人，國產(chǎn)占20％，其余都是從日本、美國、瑞典等40多個國家引進(jìn)的?，F(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)所用的機(jī)器人大多數(shù)是在生產(chǎn)線上使用，組成機(jī)器人化的生產(chǎn)系統(tǒng)，單臺機(jī)器人很少使用。由于我國還不能自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)先進(jìn)的大型自動化成套裝備，更形不成整體配套能力，目前的狀況是幾乎全部依賴于進(jìn)口，被國外公司所壟斷，因此與大型自動化成套設(shè)備配套的工業(yè)機(jī)器人也就大部分從國外（特別是日本）進(jìn)口。國外機(jī)器人產(chǎn)品不僅價格昂貴，而且使用效果不理想，這為我們自主生產(chǎn)機(jī)器人，滿足國內(nèi)市場需求，發(fā)展中國機(jī)器人及其自動化成套裝備產(chǎn)業(yè)提供了良好的機(jī)遇。5、“水土不服”嚴(yán)重。在我國花大量外匯引進(jìn)的“洋”機(jī)器人自動化生產(chǎn)設(shè)備中，問題較大的占33％，而根本不能用的竟然高達(dá)16％，“洋”機(jī)器人自動化生產(chǎn)線在我國“水土不服”嚴(yán)重，主要原因是：國外系統(tǒng)不適合中國企業(yè)的工藝現(xiàn)狀；國內(nèi)人員素質(zhì)較低，培訓(xùn)跟不上；系統(tǒng)選型不合理，配置不當(dāng)；缺乏足夠的售前、售中和售后服務(wù)。6、產(chǎn)業(yè)化步伐緩慢。我國機(jī)器人研究和制造的單位多，還沒有一家大規(guī)模進(jìn)行機(jī)器人生產(chǎn)的企業(yè)，致使我國工業(yè)機(jī)器人長期大量依賴進(jìn)口，僅1992年至1995年（調(diào)查統(tǒng)計(jì)68家用戶）的３年時間，我國就從國外進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人566臺、機(jī)器人自動化生產(chǎn)線11條，耗資1.5億美元。7、市場容量大。據(jù)預(yù)測，目前我國僅汽車行業(yè)、電子和家電行業(yè)、煙草行業(yè)、新能源電池行業(yè)等，年需求機(jī)器人自動化生產(chǎn)線裝備線就達(dá)300多條，產(chǎn)值約為60多億元，這些自動化生產(chǎn)線需要配套大量的工業(yè)機(jī)器人。8、獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)缺乏。我國雖然在機(jī)器人某些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破,但還缺乏整體核心技術(shù)的突破,具有中國知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人則很少,不能生產(chǎn)高精密、高速與高效的關(guān)鍵部件。9、國家支持力度有待加強(qiáng)。目前國家對于機(jī)器人研發(fā)的資金援助與政策支持不夠強(qiáng)。機(jī)器人充分體現(xiàn)了人和機(jī)器的各自優(yōu)長，它比傳統(tǒng)機(jī)器具有更大的靈活性和更廣泛的應(yīng)用范圍，機(jī)器人的出現(xiàn)和應(yīng)用是人類生產(chǎn)和社會進(jìn)步的需要，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和生產(chǎn)工具進(jìn)化的必然。在制造業(yè)中誕生的工業(yè)機(jī)器人是繼動力機(jī)、計(jì)算機(jī)之后而出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具。機(jī)器人及其自動化成套裝備已成為目前國內(nèi)外極受重視的高新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，它是先進(jìn)制造裝備的典型代表，是發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的重要手段。機(jī)器人及其成套設(shè)備的應(yīng)用將使現(xiàn)代制造業(yè)產(chǎn)生變革，對改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，全面提升企業(yè)的綜合競爭力具有重大作用。機(jī)器人及其自動化成套裝備的擁有量和水平，是衡量一個國家制造綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一。因此，國家重視并加大對機(jī)器人研發(fā)的支持力度是必然趨勢。我國機(jī)器人市場的上述特點(diǎn)，正好給試圖大力發(fā)展機(jī)器人的企業(yè)提供一個難得的歷史機(jī)遇。十四、情感機(jī)器人的研發(fā)步驟研發(fā)情感機(jī)器人，是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的系統(tǒng)工程，必須認(rèn)真組織，細(xì)致策劃，穩(wěn)步推進(jìn)。1、考察、學(xué)習(xí)、調(diào)研。委派幾名骨干成員到全國各個機(jī)器人公司、機(jī)器人研究所考察、學(xué)習(xí)和調(diào)研，并就如何具體籌建機(jī)器人公司，發(fā)展情感機(jī)器人，提交一個詳細(xì)的、可靠的、具有可操作性的調(diào)研報(bào)告和發(fā)展計(jì)劃書。2、籌建與運(yùn)作機(jī)器人公司。公司地址可設(shè)在北京，這樣，有利于技術(shù)交流和人才引進(jìn)，也有利于今后研制的情感機(jī)器人產(chǎn)品向全國和全世界輻射。3、招聘一批機(jī)器人專家。特別是招聘從事過情感機(jī)器人研究工作的專家學(xué)者，必須是品德好，技術(shù)高的人才，否則，情感機(jī)器人技術(shù)一旦泄密，就會給公司帶來不可估量損失。4、建立廣泛的學(xué)術(shù)聯(lián)系。與全國知名的機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)和專家學(xué)者（特別是情感機(jī)器人專家）建立廣泛而密切的學(xué)術(shù)聯(lián)系，如中科院自動化所譚鐵牛、陶建華、胡衛(wèi)民、胡包鋼，中科院研究生院史忠植，中科院心理所傅小蘭，清華大學(xué)蔡連紅等。并且，要與國外的相關(guān)機(jī)構(gòu)與專家學(xué)者（特別是日本、美國）建立密切的學(xué)術(shù)聯(lián)系。5、購買機(jī)器人知識產(chǎn)權(quán)。從國內(nèi)或國外，選擇購買若干個具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的機(jī)器人專利，以求集約化、規(guī)?；a(chǎn)高精密、高速與高效的機(jī)器人關(guān)鍵部件，著力打造機(jī)器人品牌產(chǎn)品與知名企業(yè)。6、大力開拓機(jī)器人市場。組織強(qiáng)大的機(jī)器人營銷隊(duì)伍，全方位地、多媒體地進(jìn)行機(jī)器人產(chǎn)品的宣傳策劃：開展機(jī)器人知識的專家講座，資助機(jī)器人文學(xué)作品與科普作品，重獎機(jī)器人專利發(fā)明人，贊助機(jī)器人學(xué)術(shù)活動，向社會推介宣傳優(yōu)秀機(jī)器人專家，全面加速進(jìn)口機(jī)器人的國產(chǎn)化過程，組織機(jī)器人技能競賽，建立和完善機(jī)