任福继留日博士,日本德岛大学教授,主要研究领域为语言工程、智能信息工程、情感计算,2009年,任福继成为首位获得日本工程会院士的华人科学家。

情感计算与智能机器人

2014-07-06上海
情感是否可以被计算,机器人能否具有情感?日本工程会院士,日本德岛大学教授任福继博士,正在带领他的团队通过工学模型来模拟人类情感发生机制。
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情感计算与智能机器人

任福继 2014-07-06

问世间情为何物?

我这一问,大家可能猜测,今天任老师要在这里面讲人生,说情感,谈爱恋?不对,因为我的专业不是谈情说爱,我是学计算机的,我今天就是要告诉各位,直教生死相许的,不仅仅是人,还有我们的机器人。

说到机器人,早在1886年,法国作者利尔•亚当在他那本叫做《未来的夏娃》的小说里面,描述了一个像人一样的机器,他叫做亚丁。机器人到了后面有各种各样的定义,但是真正的机器人进入我们的社会是在1980年,所以我们将1980年叫做机器人元年。

那个时候日本经济是最好的时期,在1985年,日本功利机器人占了全世界的67.2%,也就是说超过2/3的机器人在日本工作。随着人口高龄化,IT技术突飞猛进,很多企业想办法让机器人进入家庭,比如保姆护理等等,但都没有成功。

为什么机器人进入不了家庭,或者不能按预期进入家庭?主要原因就是机器人没有情感,而我们人类不希望一个冷冰冰的机器来作伴,所以大概是2000年左右,我就开始思考,怎样让机器人具有情感。

说到情感,大家都知道,千百年来古今中外流传着很多凄美的故事,但我们人类对自身的情感机制、机理还知之甚少,那么我们要让计算机要让机器人具有情感,首先就要让他认识和认知我们人类的情感。

在1997年,美国麻省理工学院有个叫Picard教授,她最早正式提出了情感计算这个概念。情感能不能计算?我们回答是,情感可以计算,但是太难了,真正要计算情感我们必须将人的大脑研究透,奥巴马美国去年上台后有个脑计划,欧洲也有脑研究,日本在九十年代脑科学实验,投入了大量资金,但是收效甚微。

如果将人的大脑人的机制研究透了,再让机器来实现当然是好的,但是我们等不及了,大家都知道老年化人口越来越严重,所以我们就提出了一种叫做“心状态转移网络”,我简单说什么叫心状态迁移网络。

我们认为,人的心理状况可以分成若干个独立的状态,比方说高兴悲哀喜悦等等,在外界的刺激之下各个状态之间它可以互相转移,但是转移的概率不一样,好,我们通过大量的数据,大量的人群,调查了解统计,我们就可以得到这张转移图,一旦得到这张转移图后,当外界刺激来了,根据这个转移图我们就可以让计算机算到你下面的一个什么状况。

大家可能要想,我们这样统计出来的是因为大批量人的统计信息,我们都知道,有的人你再怎么惹他他就不生气,有的人还没有碰他就生气了,笑点又低,那么怎么办呢?

我们有个机器人个性化人格库,它设置完过后,你可以根据他的性格来设置,所以我们这样就将人的情感和机器的情感创生,用一个工学的模型把它创立出来。

提到这里,我们就想怎样从外界获取信息,先讲语言,我们人在写文章写博客的时候,在你字里行间已经表现了描述了你的情感,你的状况,只不过你自己不知道,但是我们计算机它可以给你算出来。

那么计算机怎么算呢?我们都知道它必须要有数据,它必须要有语料,我们就组织了13个研究生,花了八个月时间,我们做了一个中文情感语料库叫RenCECPS,这个语料库有(1487)篇博客,有了这个库过后就可以研究一些学习算法,顺便说一下,这个库已经公开两年多了,包括国内外有266家大学或者个人可以使用这个库去进行研究。

大家还得想,你判别了这些情感干什么事情?我们大概五年前提出了一个丰心工学,丰心工学是什么意思呢,就是去感知,你的情感状态和你的心理状态,而且丰富你的心理状态。

我给大家举个例子,2009年4月24号凌晨两点,北川县某宣传部副部长自杀身亡了,他的儿子一年前在地震当中不幸遇难,他忍着巨大的悲痛投入到了抗震救灾之中,为北川的抗震救灾工作做出了巨大的贡献,刚告一段落他就自杀了。

我们得到这个消息过后,马上就取了他的博客,他的博客里面有这样的话,我给大家念几句,他说:儿子,你走了,带走我们所有的希望,还有,假如某一天,我死了,爸爸请你不要哭泣。

那么我们现在来看这种博客,我们都知道他是处于极端负面的心理状态,而且有自杀的倾向,如果我们的情感机器人能够及早感知它,能够去认识他的心理状态并且和他交流。

为什么要机器人和他交流呢,根据我们的统计,很多抑郁症或者潜在的自杀者都封闭了他的内心世界,已经不和亲人不和医生不和朋友交流了,但是他还在写博客,还在刷微博,这个时候他还在渴望交流,机器人可以做到这一点。

我们认为,现在全世界1/5的成年人都有一种心理压力和心理障碍。据《中国时报》报道,中国每3分钟就有一个人,因抑郁症而自杀,这是什么概念?就是我今天从刚开始站在这个台上,到我今天一席演讲结束就有8位鲜活的生命,在非自然的状态下离我们而去,这是非常严峻的问题。

怎么办?这就是我刚才说的,我们要得到一些博客素材,比方说在自杀之前他有什么心理状况,我每次讲这个的时候,我都在说,各位当中如果谁要自杀了,请联系我们一下,至少告诉我你博客在什么地方,我们好去取数据,还好这么多次,一个人来联系的都没有。

我们回过头来再讲,我们说语言取到这种信息过后,我们有语料库,我们有丰心工学,那么还有什么难点?

第一,你单从语言里判别不了情感。好,我们就提出来再从声音。实际上,我一个博士生在六年前用我们的方法已经成功地预测了某一个政要得了抑郁症,本人还不知道,最后确实医生证实了。

今年他在东京大学在世界上最先开了一门课程,叫做声音病态分析学,我们刚才说四个方面,那么人的表情,机器人一看,你是什么表情,就把你面部,刚才我那个机器人两个眼睛里面是照相机,就照下来,他可以处理,处理过后一般的情况是可以的,但是我们看,有些时候就不行。

比方说我一个学生这张照片,他是恐惧还是吃惊呢,搞不清楚,那么看看你前面后面的状况,前面连起来过后,我们一判别,你这个像是很惊奇,不是恐惧。

那么我们现在就在做一个什么工作呢,我们就要把很多很多的人,我们现在实际上只统计了120几个人,把他们的表情动态录下来,让计算机进行处理,机器人就随时观察你的表情,你现在是不是郁闷了,你现在是不是累了等等。

我们现在还可以用用可穿戴的设备取得脑波血压心跳等等生理信息。经过这些工作后,我们就开发了一个识别情感的导航机器人,大家一起来看看:

你好

请问任老师在吗

非常抱歉,任教授暂时不在

请介绍一下任研究室的情况好吗

任研究室一直致力于

以机器翻译和人声识别为核心技术

多语言 多功能 多媒介系统的相关研究

谢谢

不客气

你叫什么名字

我叫尤利

你的名字很奇怪呀

请不要这么说

——所以他生气了,可以判断出来,说他奇怪他就不高兴了。但人家说,你要研究人的情感,你现在这种是个卡通的形式,还要有所谓形似,真正像人一样,大家都知道这就要找一个模特,为了避免肖像权这些问题,没办法我就自己做牺牲了。

大家都有话说叫做,做人难,我现在感觉到做机器人更难,要做个有情感的机器人就是难上加难。语言的难点很难突破,我们认为很简单,实际上是很难的,这里随便讲一个故事。

1991年,我在日本还在负责开发机器翻译的时候,日本有个项目叫做多语言机器翻译,就是中文泰国语马来西亚语,还有就是日语,我们公司当时那个研究部就投资了80个亿,他们就说任博士,这个任务很重,你能不能回来给我们政府,给我们基金那些说一下自然语言处理。

那时因为海归还比较少,所以回来比较隆重,也比较重视,所以我就讲自然语言处理如何如何重要,如果我们不抓紧的话,我们就像原来一样,我们的IT我们的PC机,我们生产得越多,污染留得越多,钱还人家赚得越多了。

大家都无动于衷,最后就有一个人就问我,应该是官员,那么自然语言有什么问题呢?好,我就有准备了,我就顺便拿了上海的一个报纸,就说上海市政府给予市民一次性生活补助,「一次性生活补助」大家都知道,这句话要让计算机去理解,让计算机去理解哪个地方是单词,我们人可以知道,那么计算机怎么办呢?

官员说,这个很好办,你就拿个字典去分,当然我们知道拿个字典去分,一次性生活补助,字典里面,「一次」是个词吧,「一次性」也是个词,「生活」是个词,「补助」又是个词,但是「一次」「性生活」它也是个词,计算机它就有可能分成「一次」「性生活」「补助」。

大家一看,该困的也不困了,官员也来情绪了。现在当然分词没问题了,关键自然语言要让机器人去理解除了分词以外,还有句法,你比方说中文老说,吃鸡了,那鸡肯定被你吃了,鸡吃了,它还是被你吃了,不管这个动词「吃」前面后面都是要吃它,但是张三吃了,你不能说把张三吃过来,这就是句法结构。

同样,现在我们不是都在说让外国留学生学中文很难,让机器人计算机去学中文同样很困难,你比方现在流传一句话叫做冬天很冷,他就说你能穿多少就穿多少,夏天很热他还是说,你能穿多少穿多少,机器人不知道啊,怎么冷热都让我一样搞啦,所以这就是语义语境。

为什么做有情感的机器人难,就在于这些难点。我们做了这个机器人过后,算是有了一点点儿情感,我们现在还在研究,好在我们现在有大数据,我们进行大数据去规划,用先进的智能科学一步一步地逼近。

我们有个中国科协有个海智计划,海智计划就是海外很多团体负责人,每年他们聚一次,他们就说,任福继你不能老是你这个形状,我们都看这张老脸已经看得差不多了,要给我们来个美女机器人。

美女可以,关键是找谁来做模特呢,大家都知道他们就说,某某某还有某某某,我们继续说,行啊,但是他们就说,你千万别去做某某某,你做好了到时候打官司不断,什么肖像权了什么什么东西就麻烦了。

怎么办呢,我们就想了个办法,我们把好多个中国美女合成起来,所以我们就把她合成了一个,你可以看她,既像谁她又不是谁,所以这是我们最近,在合肥工大重点实验室,大家如果有机会,可以去看看这个美女机器人,她叫做思斯。

我们要重新定义我们的机器人,他要具有情感去感知,要像人一样进行工作,而且他自主地与人类共生。所以大家要准备好了,有情感的机器人将会来到你的生活当中,未来人类要迎来一种新的伙伴,就是机器人。

这不是天方夜谭,日本软银大家都知道,孙正义他已经推出了一款情感机器人,叫做佩贝,而且到明年他可以卖,他可能像电话一样每个月给租金,现在他还完全达不到一种我们满足的要求。

“问世间情为何物”,实际上出处是金代诗人元好问的诗句,这个作家原来科考几次失败了,那次在科考的路上就看见天空高悬着两只雁子在飞,突然有个猎人,啪一枪打了,一个就掉下来了,另外一个看到后就飞上去一看,确认它的伴侣已经死了过后,并没有逃走,而是一头就栽在旁边的大石头上。

元好问看了触景生情,留下了千古绝句,叫做:“问世间情是何物,直教生死相许,天南地北双飞客,老翅几回寒暑。”诗人把这个境界升华到人类一样,但是他真正原来说的是大雁,所以我们说,真正让生死相许的不仅仅是人,还有大雁,还有我们的机器人。

最后我们让我们这个思斯再给大家打个招呼来结束话语:

我是机器人,但我也是人,我已经具有了情感,如果谁对我感兴趣,可以和我联系,我已学会两句诗,就是,问世间情是何物,直教生死相许。

思斯现在还不能走路,但她的两个眼睛可以看得很清,所以要和她联系可以用我们这个电话,我保证传达给她,祝大家好运。