情感機(jī)器人的可行性研究報(bào)告

1?。?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(shí)的事物。既機(jī)器人，就必然能夠制作情感機(jī)器人。這顯然只是個(gè)時(shí)間問題，而絕二、情感機(jī)器人產(chǎn)生的歷史必然性人類社會(huì)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3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(duì)于人腦自身的研究卻舉步維艱，雖然人們?cè)谏茖W(xué)（如生物技術(shù)、遺傳工運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯推理、專家系統(tǒng)和模式識(shí)別等五個(gè)發(fā)展階段，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”思維科學(xué)、社會(huì)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)4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(shí)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(dòng)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，基本上是借助于鍵從而可以簡化過程，節(jié)約資源，加快速度，減少差錯(cuò)。由此可見，人5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(huì)生進(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(gè)新的突破口，總之，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)揭開了人類社會(huì)第三次偉大浪潮——信息革6三、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(shí)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”人工智能學(xué)會(huì)人工心理與人工情感專業(yè)委員會(huì)主任王志良教授提出重是人的情感、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)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7情感機(jī)器人的這三種理論有一個(gè)根本缺陷，都是從心理學(xué)層面上人工情感包括三個(gè)方面：情感識(shí)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(shí)別與情感表達(dá)兩個(gè)方面哲學(xué)本質(zhì)及客觀目的是什么，沒有創(chuàng)立一個(gè)全新的、科學(xué)的、數(shù)學(xué)化區(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8（或利益），情感與價(jià)值的關(guān)系就是主觀與客觀的關(guān)系，因此情感的壓、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)“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(gè)方面只是反映了情感在感9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，情有效地提高思維的效率與速度，而且，情感還有一個(gè)更重要的功能，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(jià)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(jià)值計(jì)算依據(jù)，以“實(shí)現(xiàn)最大價(jià)值率”為行為準(zhǔn)則，建立一系列價(jià)值計(jì)算的函數(shù)關(guān)系創(chuàng)造性地調(diào)整“整體規(guī)劃、行為方案和具體動(dòng)作”，然后對(duì)行為的最生理指標(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(shí)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：組織決定著情感的正負(fù)）的“獎(jiǎng)勵(lì)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(shí)，就會(huì)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(duì)價(jià)值的目標(biāo)指向、變化方式、變化時(shí)態(tài)、對(duì)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(shí)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反映，雖然，事物的“價(jià)值率高差”在根本上決定著人的情感強(qiáng)度，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(gè)非常復(fù)雜的過程，情感機(jī)器人的研發(fā)必科學(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(jià)值論”為理論前提，采用數(shù)理邏輯方法分歸納起來，“統(tǒng)一價(jià)值論”與“數(shù)理情感學(xué)”主要通過如下步驟論”，從物理學(xué)角度定義“價(jià)值”概念（即廣義有序化能量），使價(jià)度量；然后，實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)價(jià)值的統(tǒng)一度量；③實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資料使用價(jià)值的統(tǒng)一度量。這樣一來，所有價(jià)值都有著統(tǒng)一、明確而穩(wěn)定的度量標(biāo)準(zhǔn)）；出“選擇傾向性法則”或“中值價(jià)值率法則”；③事實(shí)關(guān)系、價(jià)值關(guān)系和自身行為關(guān)系的一種主觀反映；②價(jià)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(jià)值關(guān)系，因此，情感是一種特殊的認(rèn)知，意志又是一種意志主要是關(guān)于“怎么辦”的認(rèn)識(shí)；④情感以認(rèn)知為基礎(chǔ)，認(rèn)知以對(duì)于事物價(jià)值特性的一種主觀反映”，其中，情感是對(duì)事物價(jià)值特性的間接性和相對(duì)性反映，而價(jià)值觀是對(duì)事物價(jià)值特性的直接性和絕對(duì)性反映；②價(jià)值觀的客觀目的在于識(shí)別“事物的價(jià)值率”，可以采用所有不同事物的價(jià)值率所組成的數(shù)學(xué)矩陣來描述一個(gè)人的價(jià)值觀系統(tǒng)（即W=｛W③情感的客觀目的在于識(shí)別“事物的價(jià)值i×jm×n率高差”，可以采用所有不同事物的價(jià)值率高差所組成的數(shù)學(xué)矩陣來描述一個(gè)人的情感系統(tǒng)（即M={μ});④情感矩陣與相應(yīng)的i×jm×n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情感系統(tǒng)中的每個(gè)情感元素又可以由若干個(gè)情感子元素所組成的情感矩陣來構(gòu)成，行為價(jià)值特性的一種主觀反映”；②意志的客觀目的在于識(shí)別和處理“自身行為的價(jià)值率”，可以采用所有不同行為方式的價(jià)值率高差所組成的數(shù)學(xué)矩陣來描述一個(gè)人的意志系統(tǒng)（即X=｛xi×jm×n③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意志系統(tǒng)中的每個(gè)意志元素又可以由若干個(gè)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接收事物的刺激信號(hào)，提取該事物的價(jià)值觀，比較人自身的中值價(jià)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(hào)；②情感識(shí)別的邏輯程序大致是：接收事物的刺激信號(hào)，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(chǔ)情感信息到情感矩陣之中；③情感計(jì)算的邏輯程序大致是：將事物的價(jià)值率高差“對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換”為情感強(qiáng)度，對(duì)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(jià)值率高差；④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(jià)值率高差，與大腦中情感矩陣所記憶該事物的主觀價(jià)值比較自身的中值價(jià)值率，確定多種相關(guān)行為的意志強(qiáng)度與意志方向，計(jì)算（即行為設(shè)計(jì)）的邏輯程序大致是：確立價(jià)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(jià)值率法則，把超復(fù)雜算出該超復(fù)雜行為的意志強(qiáng)度），制定實(shí)施細(xì)則（按照最大價(jià)值率法集運(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(gè)層次的意志強(qiáng)度“指數(shù)還原”為相應(yīng)的行為價(jià)值率高差。③意志修正的邏與大腦中意志矩陣所記憶該行為的主觀價(jià)值率高差，存在一定的差化的對(duì)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推導(dǎo)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對(duì)情感“八大動(dòng)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(shí)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(dòng)力特性；④對(duì)意志的“八大動(dòng)力情感調(diào)控的客觀目的就是為了使情感的動(dòng)力特性與主體所處的價(jià)值六、國外情感機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r科的交叉融合。每年都有日本感性工學(xué)全國大會(huì)召開。與此同時(shí)，一交流的人之后就會(huì)立即確定房間的亮度并觀察與其交流者的表情變歐洲國家也在積極地對(duì)情感信息處理技術(shù)（表情識(shí)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)七、我國情感機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r人研究。目前，中科院沈陽自動(dòng)化所、原機(jī)械部的北京自動(dòng)化所、哈大學(xué)研究多功能感知機(jī)，主要包括表情識(shí)別、人臉識(shí)別、人臉檢測與跟蹤、手語識(shí)別、手語會(huì)成、表情合成、唇讀等內(nèi)容，并與海爾公司我國國內(nèi)開展的研究項(xiàng)目主要有：“臉部運(yùn)動(dòng)編碼系統(tǒng)”可應(yīng)用于人臉表情的自動(dòng)識(shí)別與合成；“MPEG-造系統(tǒng)”根據(jù)語音的時(shí)間、振幅、基頻和共振峰等，尋找不同情感信八、情感機(jī)器人的學(xué)術(shù)動(dòng)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。九、情感機(jī)器人的價(jià)值功能觀察，以識(shí)別和理解人的情感，并通過圖像、文字、語音等做出智能親切的感覺，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(duì)不同性格利益相關(guān)性、價(jià)值取向、情感特征、個(gè)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(duì)不同類型的用戶建模(如操作方就可以按如下的價(jià)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(cuò)：一是價(jià)值重要性順序，如主體將會(huì)優(yōu)先發(fā)現(xiàn)、優(yōu)先識(shí)別、優(yōu)先攝取和優(yōu)先使用具有較大價(jià)值量或價(jià)值率的信息；二是時(shí)間緊迫性順模糊、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(duì)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(huì)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(duì)于事物的起因、現(xiàn)狀和發(fā)展方向進(jìn)行分析時(shí)，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(duì)象（或網(wǎng)站）、工作時(shí)間等，可對(duì)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(jià)值就會(huì)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，就方向，以內(nèi)設(shè)的價(jià)值觀系統(tǒng)（或情感系統(tǒng)）、認(rèn)知系統(tǒng)和意志系統(tǒng)為劃、行為方案、知識(shí)體系、價(jià)值觀、思維方式等，并對(duì)變更之后的行方案、知識(shí)體系、價(jià)值觀、思維方式等，都包含著一定的信息，都包社會(huì)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(jià)值關(guān)系十、情感機(jī)器人的社會(huì)影響的行為、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(jià)值取向、主觀意圖和決策思路，靈活任務(wù)，從而在更大的工作范圍取代人。屆時(shí)，從純邏輯的角度來看，代人，機(jī)器人將會(huì)成了一支越來越龐大的“勞動(dòng)大軍”，那么機(jī)器人俱樂部、學(xué)校、托兒所、職介所等行業(yè)將會(huì)迅速發(fā)展起來，社會(huì)的生2、社會(huì)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(huì)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(huì)越來模糊，機(jī)器人具有了“人性”，參與了社會(huì)事務(wù)與人錯(cuò)誤。機(jī)器人作為“二等公民”，應(yīng)該如何確立其“社會(huì)地位”，如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自主性、創(chuàng)造性和復(fù)雜性較強(qiáng)的工作，其工作時(shí)間的隨意性、工作地化，包括個(gè)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”，地位，決定和制約著人的行為活動(dòng)和其它思維活動(dòng)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(gè)時(shí)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)器人的一第三方面，機(jī)器人與人可以進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。例如，一個(gè)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(shí)“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(huì)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(huì)生產(chǎn)與社會(huì)生活的環(huán)境條件，彼此十一、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)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展主要基于兩個(gè)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(xiǎn)的的環(huán)境中高復(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、深和信息，工作時(shí)把信息讀取出來，然后發(fā)出指令，這樣的話機(jī)器人可境沒有感知，這個(gè)操作力的大小，這個(gè)工件存在不存在，焊接的好與覺，如力覺、觸覺、滑覺、視覺、聽覺等，它能夠通過感覺來感受和紛紛提出了“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(shí)別與表達(dá)型機(jī)器人的產(chǎn)生奠定了理論基礎(chǔ)。主情感手勢、動(dòng)作識(shí)別與理解技術(shù)，表情合成和情感表達(dá)方法和理論，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)，不能某創(chuàng)立了“統(tǒng)一價(jià)值論”與“數(shù)理情感學(xué)”，為情感理解型機(jī)器人的之上，揭示了情感的哲學(xué)本質(zhì)就是人腦對(duì)于事物價(jià)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(shí)別價(jià)值、消十二、情感機(jī)器人的經(jīng)濟(jì)前景誤操作帶來的殘次零件風(fēng)險(xiǎn)等，改善勞動(dòng)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(dòng)力，提供更安全的工作環(huán)境，減少勞特種機(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(dòng)導(dǎo)引展和數(shù)字產(chǎn)品的價(jià)格下降，家用機(jī)器人必將成為未來數(shù)字家庭的主普及的“導(dǎo)火索”，這場革命必將與個(gè)人電腦一樣，徹底改變這個(gè)時(shí)非制造業(yè)的發(fā)展一個(gè)重要時(shí)期，也是智能機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)中一個(gè)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，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十三、我國機(jī)器人的市場分析的技術(shù)力量相對(duì)分散，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，沒有形成發(fā)的技術(shù)力量相對(duì)分散，難以形成合力。由于技術(shù)、市場、政策等多上下料（沖壓、壓鑄、鑄鍛、注塑等用的大多是上下料