1、浙江工业大学硕士学位论文基于情感计算的机器人学习系统研究姓名：王为申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：姚明海;朱华20091223浙江工业大学硕士学位论文实现真正的人工智能。关键词：认知科学，情感计算，机器学 习，人机交互浙江工业大学硕士学位论文呼。，“，”，（），锣，：，（），（），浙江工业大学硕士学位论文，：，浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对
2、本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：易南隰砰月哆日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于、保密口，在年解密后适用本授权书。、不保密（请在以上相应方框内打“”）作者签名：柏别谧名蟛，日期：硼聱日期：枷年月以日月哆日浙江工业大学硕士学位论文引言第章绪论情感能力是人类智能的
3、重要标志，情感计算是指对与情感有关的，由情感引发的，或是能够影响情感的因素的计算。人工智能发展到今天，我们可以发现，人类在记忆力和计算速度上都远远逊于计算机，但是却比计算机具有更好运用知识思考和决策的能力，这在很大一方面是得益于情感的参与。情感计算是认知科学领域中一项重要研究内容，是和谐人机交互的要求，更是实现真正意义上的人工智能的要求。机器人的研究中，机器学习的概念也越来越得到重视。从认知科学的产生，到密歇根州立大学翁巨杨教授心智发育等机器学习的新概念的提出，机器人智能的研究已经开始朝着认知科学这一方向发展：事先编写基于非特定任务程序，在机器人启动后，通过后续一系列与环境的交互，不断地“获得
4、感知”和“做出行动”，来达到智能的“发育”。而情感计算的研究是认知科学研究中一项必不可少的内容。本文重点是研究基于情感计算的机器人学习系统的建模和情感产生规则的建立，提出了一种多机制的情感计算机器人学习系统模型和基于产生式的情感产生规则。情感机器人的价值【主要体现在机器学习的人机交互上面。用户在操作和使用机器人的时候，如果机器人能够对人的面部表情、自然语言、身体姿态及对键盘和鼠标的使用特征等进行观察与分析，以识别和理解人的情感，并通过图像、文字、 语音等做出智能而友好的反应，使得使用者能够获得高效而亲切的感觉，形成自然而亲切的交互，这样就能更好地营造和谐的人机环境。在智能玩具和游戏中，机器人对
5、不同用户的性格、价值取向、情感特征、个人爱好和专业特长等做出不同的反应，也有利于使用者掌握其性格脾气和功能特性，有利于构筑拟人化的风格和更加逼真的场景。更进一步，在人机交互时还可以通过对不同类型的用户建模（操作方式、表情特点、态度喜好、认知风格、知识背景等），以识别用户的情感状态，在对当前的操作作出即时反馈的同时，还要对情感变化背后的意图形成新的预期，并激活相应的数据库，及 时主动地提供用户需要的新信息。这些都将是未来人机交互研究的新高地。在展开具体的研究工作之前，本章对情感计算机器学习的研究情况作了详细的综述。浙江工业大学硕士学位论文本章首先从传统的机器学习开始，介绍了认知科学领域机器学习的
6、研究情况，然后介绍了认知发育机器人的研究内容，在这些的基础上，介 绍了情感计算的由来及其研究现状。情感计算作为认知科学里面的一项研究内容，这里对认知科学的研究、对情感计算的定义和情感计算及其在机器人领域的国内外研究情况都作了详细的介绍，本章最后介绍了本文的内容安排和创新点。基于情感计算的机器学习研究综述年前，捷克作家卡雷尔恰佩克在他的科幻小说中，根据（捷克文，原意为“劳役、苦工）和（波兰文，原意 为“工人，），创造出“机器人”这个词。人 类对机器人最初的设想，只是希望机器人能代替人在工厂里做繁重的工作。随着机器人技术的发展，现在的机器人越来越智能化、人性化，甚至拥有类似人类的听觉、视觉和触觉。
7、而对于机器人学习的研究也成为当前的热点问题。人工智能从上世纪年代诞生至今，已经取得了令人瞩目的成就。从最初的基于传统方法的机器学习到后来的基于认知科学的机器学习，再到现在的基于情感计算的机器学习，机器学习的研究得以不断深入，不断提高，朝着越来越拟人的方向发展。传统机器学习的研究一般说来，机器人学习的开发方法可分为：“基于知识”的，直接对机器人编程完成一定任务；“基于学习”的，通过特定目标学习让机器人完成对应任务；“基于行为”【 】的，面对复杂环境，机器人通过与环境相互作用完善其智能。以上方法都有共同的局限：基于特定任务，一旦任务目标改变，就必 须对机器人重新编程。而实际应用中，外界因素难以估计
8、，只能完成特定任务的系统无法面对不确定的外界。传统机器学习通常需要大量精确的测试数据集，且对系统在做什么事情并不关注，机器不知道自己在于什么，只是运行学习程序。在旧知识上整合添加新知识的能力很差，一次 仅仅学习一个任务，学 习来的知识在新任务中应用能力很差，此外，通 过人类教师指导学习的能力也很差。如何实现“类人”的智能机器人，使它拥有人的思维推理方式、综合处理各种感觉信息的能力，是目前尚未解决的问题。认知科学领域机器学习的研究人工智能的目标是研制出可以从功能上模拟人类智能的人工系统【】。人 类把人的某些智能赋予机器人，让机器人来模拟人的智能，人工智能把人看作是和计算机相似的信息处一一浙江工业
9、大学硕士学位论文理系统，在这样 思想的基础上， 认知科学诞生了。 “认知科学”一词最早在年由和合著的书中出现，并在年正式确立为学科。年 许多著名的科学家在美国加利福尼亚州正式以“认知科学”的名义，对其进行了阐述，并成立了美国认知科学学会。年“认知科学”期刊成为该协会的正式刊物，这样认知科学的研究就逐步发展起来了。认知科学有大支撑学科，它们是现代心理学、信息科学、神经科学、数学、科学语言学和人类学。 这些学科的交叉发展推动了认知科学的进步，当今世界上，国际科学界和发达国家都高度重视认知科学的研究，最有影响力的认知研究机构有美国加州大学圣地亚哥分校的认知科学系、加州大学伯克利分校的认知科学研究所、
10、麻省理工学院的脑与认知科学系、布朗大学的认知和语言科学系、英国医学研究理事会的认知与脑科学所等。我国对认知科学的研究也很重视，研究的整体实力和在世界上的影响力不断得到提升。目前，发达国家在智能机器人方面都不惜投入巨资进行研究，美国和日本在此领域的研究处于世界领先的地位。美国主要领先于智能研究和心智发育的研究，日本则主要领先于肢体研究和开发。（）美国在认知科学 领域的研究概况美国麻省理工学院（）的址实验室和实验室在机器人智能研究和心智发育的研究处于世界上最高的水平【】【 】【。实验室的研究的机器人在智能仿人机器人的设计，特别是人和机器人交互、人的感知方面做出了巨大的贡献；机器人是一个社交机器人，
11、能动态显示各种表情，是情感机器人研究的一部分，实验 室的小组在情感计算上的研究为机器人情感认知做出了许多有益的探索，实验室研究的机器入能敏锐地移动它的显示器，来跟随人的移动，实验室与斯坦一温斯顿工作室创造出的社交智能机器人【 】，应该说代表了当今机器人研究在感知方面的最高水平，它不仅有丰富的面部表情，还和人一样有学习的能力，它可以吸收他人的观点，并在随后的行为中利用这些知识，它的智力与一般 岁孩子相仿，但不像标准的机器人那样采用预先编制的固定思考规则，它包含了内置的情感移情系统，这使得它可以揣测出他所遇到的人的目标和意向。美国大学的智能系统研究中心从上个世纪年代开始认知机器人的研究，代表的机器
12、人为（）。在一定程度上代表了国际认知机器人浙江工业大学硕士学位论文研究的一个方向。他们的认知机器人是基于多智能体构架，模仿人类的大脑中的前额叶皮层的工作机制来实现认知。 认知机器人的 结构如图卜所示。该结构采用了许多智能体来实现每一方面的功能，并且各智能体相互协调实现新的整体功能。晟重要的部分就是，工作记忆系统，中央执行系统，特别是工作记忆系统，这是认知机器人的核心部分，也是当今在认知科学和认知机器人领域研究最多的部分。删日图认知机器结构州（）日本在机器学习领域的研究概况日本大学早在上世纪年代就进行了双足行走机器人的智能研究。随后，大学又进行了仿人工程研究，意图通过集成视觉的环境辨识、会话能力
13、（语音辨识，语音综合）和姿 态行为实现机器人同人类的信息交流。日本的本田、索尼等公司在智能机器人的实用化和产品化等方面作了大量的工作，在机器人的智能化和运动控制等方面取得了许多的成绩。本田公司的机器人是目前最先进的仿人行走机器人，它具有自律行走能力、语音识别、环境认知等能力。它搭 载了多个视觉、超声波、地面等 传感器，可自行判断和区分信息，对周围的环境作出反应，同时自动调整传感器的感应度，获得稳定的环境信息，进而实现对环境的认知。浙江工业大学硕士学位论文来自的等人，提出了种设计类人机器人的新原则【】：认知发展机器人（，）原则。这个原则能提供认识人类的方法，是超出现有发现的自然和社会的解释之上的
14、，但同时必须面对可测量性的挑战。这个对于认知发展机器人的未来十分地重要。研究的目的在于通过一个建设性的方法去实现机械，它能通过他的交际能力适应环境中复杂的和动态的变化。等人提出了一种基于触觉和视觉信息的认知机器人结构。为了解决这些建立基于视觉的认知智能体的问题，指出了个问题：、怎么样发现完成给定任务重要的视觉特征；、怎么 样 通过智能体和环境的直接接触去组织它的内部表达。一个哲学的理论提供了一种实现这样的认知智能体的重要的建议。、看到的物体和接触到的物体没有相同点；、视觉和触 觉之间的联系是随机的，并且只通 过经验学习而不是通过计算。认知发育机器学习的研究在机器学习的研究中，人们意识到，人的
15、头脑不仅仅是一个信息处理器，还是一个发育器。它和物理世界通过感官器和效应器进行交互，逐渐发育成为一个极其复杂的信息处理器。比如说婴儿在出生时已有一些遗传行为，如吸奶嘴的行为等，但是成人的 认知能力和行为绝大部份是通过发育得来的。视觉、听 觉、触觉等综合感知和认知能力是从生活经历中、和物理外界和心智内界交互的过程中逐渐地获取的。这些能力的发育是一个从简单到复杂的过程。这便是认知发育的最初思想。近年来，认知 发育计算模型已经被机器人和机器智能领域的研究者系统地形成，仿真以及验证。这 一新的研究领域引发了一系列的新的研究课题。认知发育机器人就是一种在结构上模仿人类认知过程，并且在功能行为上也具有类似
16、人类的能力，如自我意识，注意机制等，并能适应复杂环境，特 别是对新环境能很好适应，能积累经验，有在 线学习 】能力，通过在 线学习不断学习积累新的知识和经验。从程序的角度说，认知发育就是事先编写基于非特定任务程序，在机器人启动后，通过后续一系列与环境的交互，不断地“获得感知”和“做出行动”。人类作为指导者的角色，并不知道机器人内部发生的变化，只能通过改变环境来影响机器人【引。在线学习与非在线学习有本质的不同，它使老师与学生的交流过程变成可能。等提出了一种处理认知机器人知识获取、控制策略和习惯等在线学习方法最近趋势的概述【。在线学习是未来机器人所需具备的一项关键能力。只有通过在线学习的能力一一浙
17、江工业大学硕士学位论文才能使机器人能认知和适应未知复杂的环境。提出的基于行为的反应式控制，这个控制具有较快的反应性和实时性。但当任务和环境变得复杂的时候，容易产生错误的决策。此外，多个行为之间的协调需要完全依靠设计者给出的控制策略，不同的环境需要大量不同的经验和领域知识，不同的环境也需要设计不同的控制策略。因此，使机器人具备自学习能力是提高其环境适应性和鲁棒性等智能特性的有效方法【引。美国密西根州立大学的翁巨扬教授在年首先提出了自主心智发育机器人的概念，这是一个模仿人 脑发育的新思想。此后他提出了一系列心智发育程序的基本理论和算法，并在机器人上进行了初步实验【，其后他的研究小组发展了分级树的自
18、主发育算法（，）【和能用于特征抽取的增量学习算法。自主发育的思想是让机器人主动辨认周围世界，形成自己真正的内在知识，它与前人研究的最大区别在于“非特定任务”，只要给机器人编写好一套自主发育程序，随后机器人完全在外界影响下自主学习，适应各种复杂环境，最 终能完成各种非特定任务。部分理论和算法在该大学的和两个机器人和复旦大学的机器人上得到了实现和验证。翁教授提出的自主发育模式是】：首先是设计肢体，即按照机器人一般的工作生态条件，研究人员确定它需要哪些传感器、效应器等资源，再在这个基础上设计机器人的肢体。其次，为机器人 设计一个发育程序， 发育程序实际上就是机器人的“孕育”，机器人开机后，这个机器人
19、就开始在发育程序的基础上开始发育了。发育机器人通过与人类和外部世界的交互在智力上得到提升，人类可以通过训练和教育来加速其发育的过程。复旦大学在翁巨扬教授的指导下从年开始“自主心智发育机器人研制项目”，在智能机器人的研究上处于国内领先地位【。年“复旦一号”机器人研制成功，最初的时候，它像小孩一样，通过接触逐渐认识周围事物，来发育出心智能力。 “复旦一号”机器人根据人类是通过大脑细胞之间的连接来形成记忆这一点，在其体内设置有一个基因程序，使其能够根据不同环境刺激连接体内的人工神经细胞以形成记忆。在随后几年，具有识别功能的音频和视频系统，能够“察貌辨色”，对“主人”的面貌和声音进行辨认的“复娃”系列
20、机器人的研制，代表了国内认知发育机器人的先进水平。以上研究都为认知科学领域机器学习的研究提供了有益的探索。然而，虽然现在机器（计算机）在数字运算上的速度已经远远超过了人类，但是在决策和认知的能力上却和人类相差甚远。这是为什么呢？一个很大的原因是机器人没有情感。正是情感在人类认知过程中起到了决定性的作用。浙江工业大学硕士学位论文基于情感计算的机器学习研究从心理学角度来说】，情感是指人对于客观事物是否符合自己的需要而产生的态度的体验。情感与人的日常生活息息相关，情感可以说是人类经验的基础，影响认知、知 觉和每一天生活的方方面面。神经科学、心理学和认知科学等领域的研究表明：情感能力在人们的感知、 计
21、划、推理、学习、记忆、决策和创 造性等方面扮演着至关重要的角色。（）情感计算的概念早在年，美国（麻省理工学院）教授就在专著“脑智社会（）”中指出“问题不在于智能机器能否有情感，而在于没有情感的机器能否实现智能（，）”。也就是说，情感是实现真正的具有认知能力的智能的必然要求。在此基础上，美国麻省理工学院计算机学的教授于年提出了情感计算的概念，并于年发表了专著。年发表的专著】说到：情感计算是指对与情感有关的，由情感引发的，或是能够影响情感的因素的计算”，根据情感 计算的过程，可将情感计算的研究内容分为以下九个方面：情感机理、情感信息的获取、情感模式识别、情感的建模与理解、情感的合成与表达、情感计算
22、的应用、情感计算机的接口、情感的 传递与交流和可穿戴计算机。并由此得出情感信号与人类行为和生理特征之间的关系（情感机理）是情感计算研究的基础，情感计算的最佳实现平台是可穿戴计算机。随着计算机技术的飞速发展，计算机已经成为人类日常生活中不可或缺的伙伴，成为人们工作、学 习和娱乐的助手。迄今为止，在计算机和人的交互中，大部分都是人适 应计算机，现在要 让计算机根据对象的特性，主 动地去适应人，为不同的人提供个性化的服务，如同人与人交流那样自然和谐的交互。正因为这样，如何为计算机赋予类人的情感，成为当今计算机、人工智能领域研究的一大热点。（）对情感计算的作用认识的改变对情感作用的认识并不是一开始就是
23、如此的，情感研究在计算机科学中却一直处于被忽略的地位，直到最近三、四十年来这种情况才发生了巨大的改变。在提出情感计算的那个年代，人们对于赋予计算机情感能力是存在广泛争议的，正如她在书中写到【 】，人们认为：“情感对于艺术、娱乐和特定的社会交流很有好处，但应使它们远离科学和计算机。”而事实上她自己的大部分时间也是这么认为的。浙江工业大学硕士学位论文而随着研究的深入，当这位的科学家 们在探索人 类大脑是如何完成视觉的时候，遇到了“情感”的问题，并且她得出了观点：“情感”在“情绪化中的作用只是它的作用中相当小的部分，而其他的尚未为人知的部分却具有十分深远的影响，不仅影响如何理解人类的思维，更影响 计
24、算机运算。与此同时，当时的科学发现表明，情感在合理决策、感知、学习以及其他各种各样的人的认知行为中，都起着重要的作用。作为帮助人类的工具，情感计算机不仅是更智能的机器，而且成为我们更好地理解入类是怎样构成的这一事业中的伙伴，从而提高我们人类本身。与此同时，随着科技的进步，神 经科学取得的发展也十分肯定地证明了情感在人类智能中的重要性【】。有两位神经科学家和研究了情感在智能决策中的作用，在研究情感重要性的工作上做出了许多有益的贡献【。一般神经科学家通常认为眼、耳等器官传送信息到丘脑，然后转换成脑信号，再 传到新皮质区，通 过新皮质将信息传达到边缘系统。但发现，在通往皮质的大神经通路之外，还有一束
25、小的神经元直接从丘脑通向杏仁核。这条小而短的神经通路使杏仁核可直接获得感觉输入并赶在新皮质完成感觉登记前抢先做出反应。这种现象被称为“情绪短路”。这是一种急速而轻率的反应，可以帮助人类从危险中逃脱。这一发现揭示了某些情绪反应可以不需要意识、认知的参与，因为从丘脑到杏仁核的捷径绕过了新皮质。情绪本身即可触发行为，而无需理智的参与。提出的观点认为，在理性决策中，情 绪的参与必不可少，情绪指引方向，逻辑再纵 横捭阖。在复杂问题的决策中，我 们往往面临太多的选择，生活交 给我们的情绪经验在决策过程的一开始就指引我们筛除一些，突出另一些，以便做出最佳选择。事实上，科学家在对情感起源的研究中发现，情感可以
26、帮助人类的祖先趋利避害，对生命体适应严酷的生存环境起着举足轻重的作用，是人类在进化过程中为适应环境而获得的盘理工具”。计算机有强大的逻辑计算能力，现在看来缺少的正是一种情感。情感理论有力地支持了人工智能领域的研究，可以这么说，情感计算与逻辑计算结合才能实现真正的人工智能。至此，我们应该 能感受到情感的重要作用，情感的重要性是毋庸置疑的。（）情感计算的研究基础与核心技术情感计算研究的基础是认知科学、心理学、生理学和神经科学等【】。它的核心技术包括研究情感机理、情感信息的获取、情感 识别、情感建模与理解、情感合成与表达、情感计算的应用、情感 计算机的人机接口、情感的传递与交流。情感计算的关键问题是
27、研究面部表情、语 音、生理信号的情感建模和 识别， 这也是建立人机和谐交互的基础之一。一一浙江工业大学硕士学位论文情感是人类对外界事物属性的态度和主观体验【。情感影响人们日常生活的方方面面，没有情感计算能力的智能机器是不能充分实现人工智能的，在人机交互的过程中，包括虚拟现实，计算机辅助教学和家用护理机器人等，人们很自然地期望计算机具有情感的能力。从人类 情感的交流过程来讲，情感 计算的研究可分为四步：通过传感器直接或间接与人接触获得情感信息；通过建立模型对情感信息进行分析与识别；对分析结果进行推理达到感性的理解；将理解结果通过合理的方式表达出去，也就完成了情感交流的全过程。（）情感认知发育机器
28、人应具备的能力与认知发育机器人类似，基于情感的认知机器人应具备的能力包括：像人类一样理解世界的能力、和人类用自然语言交互的能力、从传感器一执行器的任务执行中发展认知能力、采用注意机制和情感机制来控制行为的能力和自我意识能力。也就是说，它能用学习，存储学习 来的信息，表示周围的世界。如果被 给定一个任务，那么它 们能从周围的世界和学习来的信息（经验）中选择什么是重要的，来执行任务，并且具有自主行为的能力。在结构上，情感 认知发育机器人应具备世界模型，短时记忆（），长时记。（），工作记忆（），任务规划等。其中短时记忆或工作记忆是用来存储与当前任务相关的信息，以备随时调用的；长时记忆是用来存储一段时
29、间以来的经验信息，在执行任务需要时调用。情感认知发育机器人能够在线交互式学习，这对于知识获取、控制策略以及行为能力都有非常重要的作用。机器人技术是现代先进技术的集成和技术贮各，也是现代经济和生产发展的需要，而认知发育机器人的研究又是其中最为重要的技术之一。认知机器人的研究在国内作为一个最新的研究领域，其定义、设计原理，以及 设计的方法还 没有完全确定，于此同时，在认知机器人的研究中，加入情感的因素，将“来自认知和情感的内部奖励”与“来自外部世界的外部奖励”的结合【，作为机器人情感认知决策的动机，希望能“赋予，机器人情感，从而实现一系列的情感认知的应用，相信能够带来潜在的巨大应用前景。（）情感的
30、经典理论在情感的体验中，同 时存在着生理过程和心理过程。情感理论企图对情感的生理、心理过程以及它们的关系做出系统的解释。对于情感的产生和对情感的理解，不同的心理学家提出了许多不同的观点，并在它们的基础上形成了各种情感的理论，通过这些情感理论，又建立了诸多的情感模型，从而对情感的产生过程做出了许多的解释。这些理论有刺激一响应理论、生理反应理论、面部表情理论、动机理论、主观评价理论等等。其中认知评价理论是最广为接受的，根据认知评价理论，情感通过主体在产生情感体验时对某个其浙江工业大学硕士学位论文主观上认为重要的事件进行评价而产生，不同的主体情感的解释与其内部心理、信念和外部刺激都有关系。最终所产生
31、的情感将依赖于他们各自对刺激的认知和主观评价。理论：由奥托尼（）、科洛尔（）和柯林斯（）所提出，影响力最广，包含类情感的 层次结 构。他 们假设情感是作为一个称为评价的认知过程的结果而产生的。评价取决于三种成份：事件，主体，对象。客观世界中的事件根据主体的目标被评为满意的或不满意的；主体自身或其他主体的行为根据一组标准的集合被评为赞成的或不赞成的：对象根据主体的态度被评为喜欢的或不喜欢的。的评价理论：年】提出了一个认知评价模型，后来经过多次改进，最终 形成了一个较为完善的理论体系。模型设定了一些认知的维度来决定情感是否产生以及产生的是何种情感。的模型：该模型是一个基于知识的系统，不仅包含认知因
32、素， 还综合了其他心理学的成份，为我们提供了大量真实世界中的场景实例。的模型与的模型在机制上有一定的相似性，即通过五种类型的检查相互作用来确定最终产生何种情感。的模型优点在于它具有 对行为进行 选择的能力， 这些选择通过动机互相竞争、规划和情境处理模块来实现。的过程评价理论：这个理论对情感产生的过程进行了较好的诠释口，可以把它看作是情感主体的内部运行机制。特别地， 这个理论明确指出了结构理论和评价过程的本质不同：结构理论注重定义不同情感的评价特征和模式；而评价过程则是通过被评价物体的其他信念来构造评价信念的过程，并在此基础上进一步提出了中心和外围两种类型的主要评价过程，从个全新的角度给我们呈现
33、了一个动态的、自循环的信息处理过程。的非认 知性情感产生理论】：这是以非认知情感影响因素为研究内容而产生的比较系统的理论，它第一次提出了人类四种类型情感发生器的构想，揭示了一个非认知性因素和认知性因素并存并共同作用的情感发生机制，能有效地解释了很多非认知性情感的产生机理，可以视作是对理 论的有益补充。提出人类有四种情感诱因，这些诱因启发了精神集注模型，这四个诱因分别是：神经的、感觉运动的、动机的和认知的。精神集注模型与模型的规则体系不同，精神集注模型只有一种更新规则，对于每个时刻每种基本情感的强度由下列公式计算。口（）【（一）劬，。一屏，。）乞（，）】（）， 埘，情感的产生取决于情感强度值和特
34、定的情感激活阈值的比较，同时，这个情感也不是浙江工业大学硕士学位论文会被无限增长，每一个基本情感都有饱和阈值。例如：易激动的性格要以较低的激活阈值建模，用较低的刺激就可以激发他的情感。（）情感的分类 及维度表示目前为止有两种方式表示情感，即离散的和连续的表示方法。离散的方法就是使用一组基本情感将情感分为离散的类别。情感种类有多种，中国古代就有“七情”之说，情感的分类方法也就有许多种：中外心理学家从不同的角度对情感进行了分类【。离散的情感分类方法有：）我国心理学家林传鼎将人的情感归纳为安静、喜悦等类；）模型中将情感分为类；）得出种基本情感：狂喜、警惕、悲痛、惊奇、狂怒、恐惧、接受、瞥恨；）提出人
35、总共具有到种基本情感：兴 趣、惊奇、痛苦、厌恶、愉快、愤怒、恐惧和悲伤，以及害羞、轻蔑和自罪感；）等人把情感分为四类：即原始的（快乐、愤怒、恐俱、悲哀）、与感觉刺激有关的、与自我评价有关的和与他人有关的情感；）按面部表情不同把情感分为六类】，即高兴、愤怒、厌恶、恐惧、悲 伤、惊奇，这种划分方式具有典型性，目前在心理学界占有主体地位。以上是离散的情感分类方法，与之相对应的是连续的方法。连续的方法就是一种表示连续的情感维问题的方法。在这种表示方式中，情感通常采用三维表示，其中最广泛的二维是“激励”（镇静激动）和“诱力”（负面正面）。连续情感的表示方法有：）的情感三维理论，认为情感的组成是：愉快不愉
36、快；激动平静；紧张松驰，各种具体情感分布在三个维度的两极之间的不同位置上。）理论，认为 情感的维度有愉快不愉快、注意拒绝和激活水平三个维度，三种不同水平整合即可得到各种情感，并据此建立了三维模式图。）的四维 非认知性情感产生理论等。这些理论各有千秋，没有统一的标准和对错。只有在不同场合适合使用不同的表达方式。一般来说图 像这一类情感，适合用离散的情感表示，给出幅图画，可以直接判断 图像中包含了怎样的情感色彩。（）情感计算的主要研究 领 域当前，对情感 计算研究的领域十分广泛，或 许你并没有切身感受到，但是它实实在在浙江工业大学硕士学位论文地影响着我们身边的科学研究。例如构造一些能够执行情感行为
37、的虚拟人，其核心就是一个情感的计算模型，它需要根据虚拟世界中的客观环境产生相应的情感，同时对自身的决策和行为施加影响。这样就与人类的活动方式比较接近了。还有研究计算机网络中人与人之间情感交流的分布式情感等等。另外还 有研究生理情感信号的检查、感知和建模，如可穿戴式计算机，来提高人机交互的效率和质量。 这些都需要情感计算研究的支持。对情感的研究主要集中在以下领域：）在信息检索应用中，使用情感分析的概念解析提高智能信息检索的精度和效率。）在电子商务中，情感计算及其相关研究能带来很多实惠，能够主动分析和迎合客户需求，吸引客户，扩大业务。）在信息家电和智能仪器中，如果增加自动感知人们情感状态的功能，可以提供更好的服务，如司机安全行车的智能监控系统可以动态监测驾驶人员的情感状态并提出适时的警告；在远程教育平台中，情感计算技术的应用能进一步优化计算机辅助学习的功能，提升教学效果。）虚拟场景中，利用多模式的情感交互技术，可以构筑更贴近人们生活的智能空间。）在智能玩具和游戏中，情感机器人通过情感计算对不同用户的性格、价值取向、情感特征、个人爱好和专业特长等做出不同的反应，也有利于使用者掌握其性格脾气和功能特性，有利于构筑拟人化的风格和更加逼真的场景。在可
