機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)中期。1954年美國(guó)人喬治德沃爾制造了世界上第一臺(tái)機(jī)器人，

但直到1980年工業(yè)機(jī)器人才真正在日本普及，因此稱這年為“機(jī)器人元年”。機(jī)器人按照從低到高的發(fā)展，可分為三代：第一代是示教再現(xiàn)機(jī)器人，可以完成規(guī)定的一些動(dòng)作；第二代已具有聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等功能；第三代則有智能，它能根據(jù)感覺(jué)到的信息，進(jìn)行“思考”、“推理”，并做出“判斷”和“決策”，即不用人參與就可以完成一些復(fù)雜的功能。顯而易見(jiàn)，即使到了第三代機(jī)器人，也難以表達(dá)人類(lèi)的各種情感，如喜怒哀樂(lè)、吃驚恐懼等等，而這些情感的表達(dá)正是人類(lèi)智能的重要標(biāo)志。

美國(guó)著名心理學(xué)家艾伯特麥拉賓經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，人在交流時(shí)，語(yǔ)言只能表達(dá)7%的內(nèi)容，聲調(diào)也只能表達(dá)38%的內(nèi)容，而55%的內(nèi)容要由人的情感來(lái)表達(dá)，可見(jiàn)情感表達(dá)的重要性。也就是說(shuō)，機(jī)器人不僅要有頭、眼、頸、腰、雙腿等與人類(lèi)相似的外形，并且能模擬人類(lèi)的視覺(jué)、觸覺(jué)、語(yǔ)言、動(dòng)作等功能，更重要的是要具有情感表達(dá)能力。只有這樣，人類(lèi)與機(jī)器人之間的溝通、信息交換、共存才有可能。

那么，研制具有人造情感的機(jī)器人到底有沒(méi)有可能？長(zhǎng)期的研究結(jié)果表明，是有可能的。目前世界上研制情感機(jī)器人的國(guó)家已不在少數(shù)，并且已初顯成效！

為人類(lèi)的情感建模

人造情感，是指以人類(lèi)學(xué)、心理學(xué)、腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、人工智能等學(xué)科為理論基礎(chǔ)，對(duì)人類(lèi)的情感過(guò)程進(jìn)行模擬、識(shí)別和理解，使機(jī)器產(chǎn)生類(lèi)似于人類(lèi)的感情，可以與人類(lèi)進(jìn)行自然和諧的交流。

人類(lèi)的情感是一種十分復(fù)雜的現(xiàn)象，包含著豐富的內(nèi)容。從心理學(xué)的角度看，情感可以分成兩個(gè)部分，即情感過(guò)程和情感個(gè)性。

所謂情感過(guò)程，是指情感狀態(tài)的變化過(guò)程。情感狀態(tài)包括高興、憤怒、恐懼、悲哀等等。

所謂情感個(gè)性，包括需要、欲望、動(dòng)機(jī)、興趣等個(gè)性傾向以及能力、氣質(zhì)、性格、態(tài)度等個(gè)性心理特征。為了用計(jì)算機(jī)表達(dá)出人類(lèi)復(fù)雜的情感，專(zhuān)家們認(rèn)為，必須為情感“建?！?，也就是將人類(lèi)的情感用合適的數(shù)學(xué)模型描述出來(lái)。

如何建模是一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)化的工作，理論性強(qiáng)，又涉及眾多方面，本文就不作進(jìn)一步介紹了，僅將目前已有的人工情感計(jì)算模型簡(jiǎn)單羅列如下：

一、情感綜合產(chǎn)生器模型。這是由美國(guó)麻省理工學(xué)院的專(zhuān)家提出的，是個(gè)分布式的計(jì)算模型。它提供了一個(gè)靈活的方法用來(lái)模擬感情，對(duì)人造機(jī)器人的行為產(chǎn)生影響。

二、情感三層體系結(jié)構(gòu)模型。這是由英國(guó)伯明翰大學(xué)的專(zhuān)家提出。所謂情感三層體系結(jié)構(gòu)，指的是成人大腦中至少由三層結(jié)構(gòu)組成，它們是反應(yīng)層、傳輸層和自我監(jiān)控層。反應(yīng)層的任務(wù)是探查周?chē)h(huán)境中的事物并自動(dòng)執(zhí)行；傳輸層的任務(wù)是進(jìn)行計(jì)劃、評(píng)價(jià)，做出決定以及分配資源，傳輸層中還包括對(duì)成功或失敗進(jìn)行評(píng)價(jià)；自我監(jiān)控層的主要任務(wù)是進(jìn)行后期管理，并尋找有效途徑提供給傳輸層操作，該層中的情感包括羞恥、羞辱和悲痛，等等。為了適應(yīng)處理過(guò)程中可能發(fā)生的快速變化，該模型還增加了一個(gè)警覺(jué)系統(tǒng)，可以從各層獲得信息并向各層輸出。

三、Kismet的情感模型。這種情感模型主要包括感知系統(tǒng)、行為系統(tǒng)、注意系統(tǒng)、動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)器人通過(guò)該模型對(duì)外部環(huán)境、內(nèi)部刺激和行為動(dòng)作進(jìn)行綜合判斷，從而產(chǎn)生各種情感變化。

四、Salt 和Pepper模型。該模型是由里斯本大學(xué)的一個(gè)專(zhuān)家提出的，由三個(gè)主要層次構(gòu)成，即認(rèn)知行為發(fā)生器、情感發(fā)生器和中斷管理器。促發(fā)情感生成的稱為情感引擎，包括情感傳感器、情感發(fā)生器和情感監(jiān)控器。情感引擎首先通過(guò)情感發(fā)生器對(duì)人的整體狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，當(dāng)產(chǎn)生情感反應(yīng)后，這些情感反應(yīng)又反過(guò)來(lái)促使人的整體狀態(tài)發(fā)生改變。

五、WE-4R情感模型。該模型由日本早稻田大學(xué)開(kāi)發(fā)。根據(jù)大腦模型的三層結(jié)構(gòu)——反射、情緒和智力來(lái)構(gòu)建WE-4R情感模型，可表達(dá)9種情感。同時(shí)WE-4R還引入個(gè)性這個(gè)概念，包括感知個(gè)性和表達(dá)個(gè)性。感知個(gè)性用來(lái)刺激機(jī)器人的情感狀態(tài)，表達(dá)個(gè)性則影響機(jī)器人的表情和頸部運(yùn)動(dòng)。

六、EM情感模型。該模型由葡萄牙專(zhuān)家提出，是一種可用于智能控制的模型，由認(rèn)知層和感知層組成。認(rèn)知層取得認(rèn)知圖像，感知層分析圖像的基本特征，從而產(chǎn)生簡(jiǎn)化的感知圖像。認(rèn)知層和感知層相互作用，EM就能完成機(jī)器人情感的表達(dá)。

情感機(jī)器人越來(lái)越像人

目前，對(duì)于情感機(jī)器人的研究主要集中在美國(guó)、日本和歐盟的一些大學(xué)和研究所，我國(guó)的一些大學(xué)也正在積極研究。

日本東京理科大學(xué)小林研究室研制的情感機(jī)器人“薩雅”（SAYA）具有喜、怒、厭、悲、恐、驚六種表情，并可進(jìn)行實(shí)時(shí)表演。

日本可可洛公司和先進(jìn)傳媒公司聯(lián)合研制的情感機(jī)器人“小行星”，有會(huì)動(dòng)的嘴唇和人造肌肉，具備擬人的表情，還能聽(tīng)懂4萬(wàn)多個(gè)中文、英文、日文和韓文語(yǔ)句，更有適合回答2000多種答案時(shí)的相應(yīng)面部表情。日本專(zhuān)家還展示了他們的情感機(jī)器人“感性”（Kansei），它可以像真人一樣表達(dá)自己的情感。美國(guó)麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)專(zhuān)家研制的情感機(jī)器人“Kismet”，屬于嬰兒情感機(jī)器人，具有嬰兒向父母表達(dá)需求和愿望等情感。

英國(guó)科學(xué)家小組正在制造一種情感機(jī)器人，當(dāng)它和人類(lèi)接觸時(shí)，能回應(yīng)人類(lèi)的表情，并表達(dá)自己的情感。從事該機(jī)器人開(kāi)發(fā)工作的，是英國(guó)赫特福德郡大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)院的勞拉卡納麥羅博士?？{麥羅表示，開(kāi)發(fā)此機(jī)器人的目的是讓它成長(zhǎng)并適應(yīng)人類(lèi)的日常環(huán)境。他說(shuō)：“如果機(jī)器人與人類(lèi)做伴或充當(dāng)人的護(hù)工，就能真正融入人類(lèi)的日常生活中。第一個(gè)這樣的機(jī)器人已經(jīng)制造出來(lái)了，內(nèi)置有行為模式，當(dāng)它誕生時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)自己在鳥(niǎo)兒和一些哺乳動(dòng)物們當(dāng)中?！?/p>

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們?nèi)涨罢故玖怂麄冏钚麻_(kāi)發(fā)出的情感機(jī)器人“Nexi”。該機(jī)器人不僅能理解人的語(yǔ)言，還能夠?qū)Σ煌Z(yǔ)言做出相應(yīng)的喜怒哀樂(lè)反應(yīng)?！癗exi”能夠通過(guò)臉部自由活動(dòng)裝置與人溝通，并通過(guò)面部表情表達(dá)高興和憂郁之情。最令人感到驚奇的是，這款機(jī)器人還能“察言觀色”，并通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)眼球和睜閉眼睛、皺眉、張嘴、打手勢(shì)等形式表達(dá)豐富的情感。研究人員稱，這款機(jī)器人可以用來(lái)做家務(wù)，因?yàn)樗軌虬凑杖说闹噶?，擺放重量不超過(guò)3.5公斤的物品。這款機(jī)器人的頭和手臂都由高靈敏度的塑料制成，因此能夠感覺(jué)到別人觸摸它，并判斷這種觸摸是否帶有惡意。

我國(guó)的情感機(jī)器人研制工作也在如火如荼地開(kāi)展。哈爾濱工業(yè)大學(xué)類(lèi)人與類(lèi)人猿機(jī)器人研究室研制的情感機(jī)器人，已實(shí)現(xiàn)了基本面部表情的模仿和人體頭部器官的運(yùn)動(dòng)。北京科技大學(xué)的機(jī)器人研究課題組已經(jīng)研制出具有面部表情的ER-1情感機(jī)器人，它能通過(guò)表情來(lái)表達(dá)情感，并能與人進(jìn)行自然的交流。

美國(guó)一位科學(xué)家大膽預(yù)言：到2045年人造情感機(jī)器人將具有與人類(lèi)同等的智能水平，甚至還能與人類(lèi)“結(jié)婚生子”！