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随着我们与机器之间的交互越来越深入，你会不会希望，和Siri聊天的时候得到的是精准且惊喜的回应，智能音箱播放的歌曲能够跟随你的心情而实现智能变化。
让机器更懂你，这是情感计算领域的研究者们努力的方向。开心时大笑，害羞时脸红，紧张时语速加快，是人类的情感表达方式。而这些情感表达通过采集、识别、计算，也在被机器理解。
情感识别，是让机器理解人类情感的关键技术。从文本、语音、面部表情、肢体动作，再到身体内部的生理信号，研究者们正在尝试将更多的情感信号融合，让识别更加准确，让人机交互更加自然、顺畅、有温度。
破译人类情感
1995年，美国麻省理工学院媒体实验室的Rosalind W. Picard教授首先提出，通过识别人体的情感信号，来创建一种能够感知、识别和理解人的情感，并且能够做出智能、灵敏和友好反应的计算机系统。
1997年，Picard的专著《Affective Computing》出版，她在书中指出，“情感计算是针对人类的外在表现，能够进行测量和分析，并能对情感施加影响的计算”，开辟了计算机科学的新领域。情感计算由此发端。
在清华大学人工智能研究院等机构联合发布的《人工智能之情感计算》中，情感计算被分为三大模块，分别是情感信号的采集，情感信号的分析、建模与识别，情感信号的融合算法研究，情感识别又包括语言、人脸表情、语音、肢体等多个细分模块。
目前的研究较多集中于文本、面部表情、语音识别方面。不过很多时候，人类的情感并不会外化体现在面部或者语言声音上。有研究者认为，依靠面部表情识别人类情感并不准确。2019年，美国五名专家发表了一篇题为《Emotional Expressions Reconsidered: Challenges to Inferring Emotion From Human Facial Movements》的论文，指出人们表达生气、愤怒、悲伤、惊讶等情绪的方式随着文化、情境的变化而变化，甚至在同一种情况下，不同的人的表达方式也有区别。
“人的情感表现不单单是语言、表情、声音这几块。情感本身特别复杂，比如我紧张的时候心率、血压、体温都会有变化。面部表情、语言、声音、生理信号等模态都能够反应人类情绪变化。” 之江实验室人工智能研究院前沿理论研究中心主任助理李太豪指出。
2016年时，麻省理工计算机科学与人工智能实验室的研究人员开发出了一款名为“EQ-Radio”的设备，可以通过无线信号来识别人的情绪。“EQ-Radio”宣称，依靠监测呼吸和心率的细微变化，来判断一个人是兴奋、高兴、生气或者悲伤，准确率能够达到87%。
李太豪指出，单一模态情感识别的精度并不高，目前多模态情感识别是研究者们看好的方向。“语言和外在的表情可以人为控制，但是生理信号不受控制。一个模态很难准确判断人的情感，现在大家希望通过多模态去提高原来单一模态的精度，把各种能够感知到的信息、信号综合起来进行情感识别。”
多模态情感识别目前还处于非常前沿的研究阶段。李太豪表示，这个领域有两大问题需要解决。
一是感知层面的问题。“一方面需要在硬件上突破，比如研发通过简单舒适的可穿戴设备就能精确捕捉到人的心率、血压、脑电等生理信号的变化。另一方面也有一些研究正在尝试无接触的生理信号收集方式，比如说利用机器视觉，通过图像处理技术来获取体温、血压等数据。但是整体来讲，精度上还有一定问题。” 李太豪解释道。
二是多模态融合的问题。李太豪说：“这么多信息之间是怎样的关联，怎样去融合多个模态，而不是太依赖某一个模态，这是一个难点。当感知信号收集的比较好，算法融合有突破的时候，机器有可能比人对情感的识别会更精确一些。”
让机器人拥有“情感”
当人类情感被破译之后，能够应用在哪些工作和生活场景之中？
目前已有自动驾驶领域的案例报道。位于美国波士顿的初创公司Affectiva曾推出一款专注于车内乘坐人员的软件产品“Affectiva Automotive AI”，这款产品可以监测驾驶员的状态，从他们的声音，肢体语言和面部表情上识别出情绪，以帮助减少交通事故的发生。
上述“EQ-Radio”项目的负责人也曾预测，该情感识别设备可以被用于娱乐、消费者行为以及健康护理等领域。电影工作室和广告商可以通过这套系统实时测试观众的反应，智能家居系统也可以利用你的情绪信息来调整温度等。
“广告在投放之前是不知道效果的，这时候情感识别就能够发挥作用。比如说，某个广告的受众是年轻人，那么广告主可以提前挑选一些样本，通过情感识别来判断广告是不是达到了效果，从而进行修正。”李太豪解释道。此外，情感识别在精神类疾病的辅助诊断、教育、交通等领域都有用武之地。
服务机器人可能是未来多模态情感识别最大的应用场景。在李太豪看来，现在的机器人是任务型的，没有温度，无法与人进行“情感”上的交互。“老年人越来越多，以后很有可能是机器人去护理，如果机器人仅仅就是机器，那老人可能更加孤独。人是社会性的，需要交流，服务型机器人要想真正走入应用，一定要有‘情感’。”
在迪士尼动画电影《超能陆战队》中，机器人大白萌化了无数人心，它不仅是一个私人健康助手，更是主人公小宏的朋友，引导小宏走出阴霾。随着情感计算等人工智能技术的发展，也许未来某一天，机器人将不再是冷冰冰的器械，我们也能拥有温暖的“大白”。 |
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发表于 2022-12-1 18:15:36
