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情感计算综述


      情感是人类智能的重要组成部分,是穿越理性的一把利器,然而,情感计算这一方向能否可行?如同形式化常识一样能否实现?这些问题都值得深思和探索。



摘要


       情感计算作为一个全世界范围内的学术热点,研究方向遍及心理学、生理学、神经科学、语言学、医学、社会学等学科。情感计算的研究使形式化的机器更加形象化,是实现自然人机交互的前提。本文结合近几年情感计算的国内外研究,基于新的层面对主要研究以及最新应用进行了归纳总结,并就情感计算进行深度探究,使更多研究人员了解情感计算最新研究方向。

关键字   情感计算,情感识别,人机交互,情感复杂性



一.引言

        大约半个世纪前,美国心理学家“认知心理学之父” 奈瑟尔(Neisser Ulrich)描述了人类思维的三个基本和相互联系的特征,这些特征在计算机程序中也明显存在着:“1.人类的思维总是随着成长和发展过程积累,并且能对该过程产生积极作用;2.人的思想开始于情绪和情感的永远不会完全消失的密切关系中;3.几乎所有的人类活动,包括思维,在同一时间的动机具有多样性而不是单一的”。Herbert A. Simon在表达了相似的观点。尽管情绪和情感是人类日常生活中的基本组成部分,但缺乏情感交互的技术是另人沮丧的,它在技术层面实现自然的人机交互仍是一个亟需解决的问题。目前,情感计算越来越受到研究者的重视。类似研究,有人工情感(artificial emotionAE)、感性工学(kanseiengineering, KE)、情感神经学(affectiveneuroscience)等。明斯基在他的著作和论文中强调了情感方面,大量关于数据手册涉及情感神经科学、情感心理学等方面。IEEE Transactionon Affective ComputingTAC)跨学科、国际化期刊、Affective Computing and IntelligentInteraction (ACII)学术会议等学术支持鼓励研究者们对识别、诠释、模拟人类情绪和相关情感方面的研究的突破和创新。

二.情感及情感计算

2.1   情感相关概念的界定

    情感( emotion) 一词源于希腊文“pathos”,最早用来表达人们对悲剧的感伤之情。达尔文(Darwin)认为,情感源于自然,存活于身体中,它是热烈的、非理性的冲动和直觉,遵循生物学的法则。理智则源于文明,存活于心理。《心理学大辞典》中定义情感是人对客观事物是否满足自己的需要而产生的态度体验。马文明斯基认为情感是思维的一部分。史蒂芬平克也持有这样的观点,即“情感是被当作非适应的包袱而被过早的注销的另一部分心智”。Damasio 在他的神经生物学的研究结果的基础上将情感至少分为两类,即原发性情感和继发性情感。原发性情感这类情感被认为是与生俱来的,被理解为一岁儿童情感这种典型的情感类型,继发性情感被假设为从更高的认知过程中产生。而Russell则从两个方面构造情感:核心情感和心理建构,前者表示神经系统的状态,如昏昏欲睡;后者表行动,如面部表情、音调,以及行动之间的关联。由于情感的复杂性,研究情感的相关学者对情感的定义至今也未达成一致,记载的相关理论就有150多种。

“emotion”一词由前缀“e”和动词“move”结合而来,直观含义是从一个地方移动到另一个地方,后来逐渐被引申为扰动、活动,直到近代心理学确立之后,才最终被詹姆斯(William James)用来表述个人精神状态所发生的一系列变动过程。Picard曾在其书中专门对情感和情绪方面术语进行了区分,她认为相对情感而言,情绪表示一个比较长的情感状态。情感影响我们的态度、情绪和其他感觉、认知功能、行为以及心理。同时情感容易在多次情绪体验的基础上实现,当人们多次觉得完成一项任务很高兴,就会爱上这个任务。相比情绪而言情感更具有深刻性和稳定性。在自然语言处理中,Myriam D等人结合韦氏字典以及他们的相关研究得到的结论是,在语言中情感是无意识的,并且很难将其定义,从文本中可以检测到的是有意识的情感,是情绪表征。而情绪这一复杂心理学现象几乎不能从文本中全部检测出,能检测到的是情绪的构成因素。许多关于情感计算的研究并没有完全区分情绪和情感(包括本文引用的大部分论文),为与情感计算研究领域保持一致,本文除在此处对情感和情绪进行区别说明外,尽可能的统一使用情感一词。

2.2   情感计算