《情感機器人》

緒  論

目前，人工智能呈現高速增長和全面擴張的态勢，一方面人工智能不斷朝更深層的智能方向發展：數學運算、邏輯推理、專家系統、模式識别、深度學習等；另一方面不斷向社會的各個領域進行擴充：智能電視、智能手機、智能家居、智能交通、智能購物、智能城市、智能養老等。人工智能的下一個技術突破口必然是人工情感，隻有實作了真正意義的人工情感，人工智能才會有更加廣闊的發展空間，才會對社會生産力形成更加強大的推動力。

當今的計算機從原理上講主要是基于邏輯推理式系統，根本不存在任何情感能力，人工智能也隻是邏輯推理能力的展現。讓計算機和機器人具有人類式的情感，是許多科學家的夢想，然而，與人工智能技術的高度發展相比，人工情感技術所取得的進展卻是微乎其微，“情感”始終是橫跨在人腦與電腦之間永遠無法愈越的鴻溝。

目前，世界各國在“人工情感”方面已經投入了大量的人力、物力與财力，并且在臉部表情處理、情感語音處理、姿态表情處理、自然人機界面等方面取得了不少的進展。至今為止，人工情感所取得的成就無外乎隻有兩個方面：（1）情感表達系統，（2）情感識别系統。然而，人類的情感體系至少包括五個基本部分：情感表達系統、情感識别系統、情感運算系統、意志運算系統、感覺情意互動系統。顯然，至今人工情感的所有研究完全沒有涉及後面三個系統。

事實上，情感是人類一種特殊的思維方式，它同智能的思維方式完全不同。人工情感并不是人工智能的簡單擴充與同義延伸，兩者在研究思路、基礎理論與邏輯方法等方面都有着重大的差別。如果完全按照人工智能的研究思路、基礎理論與邏輯方法等來研究人工情感，就必然會走進死胡同。

不難了解，要研究人工情感就必須首先了解情感的本質，然後掌握情感運作的内在邏輯程式，再建立起情感的數學模型，最後在此基礎上編制出情感運作的計算機程式。然而，目前幾乎所有的人工情感都是以心理學的情感理論為前提，而心理學對于“情感”的定義是非常含糊的，也沒有一個清晰的情感運作的邏輯程式。總之，心理學的情感理論完全不能作為人工情感的理論基礎，必須建立一個全新的、客觀的、科學的、數學化的情感理論，并在此基礎上建立情感的數學模型。

然而，當今所有人工情感或情感機器人的研究者，都犯了嚴重的方向性錯誤：他們都不知道情感的本質是什麼。他們都把情感的外在表達模式（如哭、笑）當成情感本身，他們都簡單地認為，隻要能夠模拟和識别人的情感表達的機器人，就是情感機器人。他們都不知道，主觀意識必須與客觀存在相對應，情感是一種主觀意識，任何情感的背後必然有一種隐含的客觀存在相對應。如果我們隻知道情感的某些表達模式，是無法判斷情感背後的真實内容。例如，同樣是哭，如果不知道哭的背後所隐含的真實内容，那麼我們就無法判斷他到底是真哭，還是假哭？到底是高興的哭，還是痛苦的哭？

有一位人工智能領域的知名人士，曾經在公開場合表示：我們可以不知道情感的本質，照樣可以研制和生産出情感機器人。試問，你連情感的本質都沒有弄清楚，你能了解情感運作的内在邏輯程式嗎？你能建立情感的數學模型嗎？你是不是認為，機器人隻要能夠模拟和識别人類的某些簡單的情感表達模式就是情感機器人了？

“情感表面”與“情感内在”有着本質的差別其中，情感表面隻是情感内在的外部表現，情感内在才是情感表面的根源和本質。相同的情感内在可以有多種情感表面形式，例如同樣是高興，人既可以表現為笑，也可以表現為哭；同樣是痛苦，既可以表現為哭，也可以表現為笑。由此可見，僅僅研究人的情感表面模式沒有多大的意義，隻有研究情感内在的真實内容及其規律性，才有可能研究出情感機器人。如果把“情感表面”當作“情感内在”，就會犯方向性的錯誤，就是緣木求魚，就永遠研制不出真正意義的情感機器人。

“數理情感學”認為：情感的本質就是價值或利益，情感是“人腦對于價值關系的主觀反映”；情感作為一種主觀意識，它所隐含的客觀存在就是價值或利益；情感的客觀目的在于引導人們如何正确的表達價值、識别價值、計算價值、消費價值和創造價值。

情感是人類一種特殊的思維方式，它以一種特殊的事物（即利益或價值）作為思維對象進行數學計算和邏輯運算，并把運算的結果通過特定的表達模式（如喜、怒、憂、思、悲、恐、驚等）表現出來。由此可見，智能思維與情感思維存在本質上的差別：智能思維是以“一般性實體符号”進行數學計算和邏輯運算的過程，情感思維是以“價值符号”進行數學計算和邏輯運算的過程。“價值符号”是一種複雜的“一般性實體符号”，或者說，“價值符号”是“一般性實體符号”的函數。

總之，情感以價值或利益為核心，智能機器人是能夠對“一般性實體符号”進行數學計算和邏輯運算的機器人，情感機器人是能夠對“價值符号”進行數學計算和邏輯運算的機器人。

人之是以有情感，主要是因為情感可以作為人類五種重要的“機器裝置”（即“五器”），用以調整自己的價值關系。

1.價值表達器

人類是社會性動物，人與人通常會建立各種各樣的分工與合作關系（包括經濟關系、政治關系與文化關系），為了確定雙方分工與合作關系的順利進行，人必須向他人充分表達自己正向或反向的價值關系（有時是為了表達自己相反的價值關系），情感可以引導人通過語言表情、聲調表情、面部表情、身體姿态表情等方式，向他人表達自己的價值關系，進而成為人類價值關系的表達器。

2.價值識别器

為了確定人與人之間分工與合作的順利進行，一方面，人必須向他人充分而準确地表達自己的價值關系；另一方面還必須充分而準确的識别他人的價值關系，做到“知己知彼”，情感可以引導人通過語言表情、聲調表情、面部表情、身體姿态表情等方式，識别他人所表達的價值關系，進而成為人類價值關系的識别器。

3.價值運算器

人無論是采取消費行為，還是采取生産行為之前，必須首先全面而準确地計算各種行為模式所涉及相關事物的價值特征量（包括使用價值、勞動價值、價值率等），然後再計算每種行為模式的價值特征量（特别是價值率），最後選擇某種具有最大價值收益率（即價值率）的行為模式來實施。情感可以引導人通過大腦内部的各種計算元件全面而準确地計算各種事物、各種行為的價值關系，進而成為人類價值關系的運算器。如果人出現兩難選擇，就表明某種事物或某種行為的價值關系在大腦的運算過程中出現了難題或者無解，進而形成情感糾葛。

4.價值配置設定器

人的價值資源是有限的，人總是會把自己所擁有的價值資源優先地配置設定到具有最大價值收益率的事物（包括消費性事物、生産性事物兩大類），以實作最大的價值收益率（即實作自己的“利益最大化”）。情感可以引導人通過不同的情感取向把自己所擁有的價值資源合理地給不同的事物，進而成為人類價值關系的配置設定器。其中，通過正向情感（如喜歡、愛戀、滿意、期望等）來增加價值資源的投入規模，通過負向情感（如厭惡、嫉妒、失望、焦慮等）來減少價值資源的投入規模。

5.價值創造器

統一價值論認為，價值是人類生存的動力源，人的生存過程一方面需要不斷地消費各種價值資源；另一方面需要不斷地生産各種價值資源。資訊是價值的真正源泉，在沒有新資訊外部注入或内部形成的情況下，人的所有生存過程（包括消費過程、生産過程和勞動過程）都是價值的等價轉換過程，不會産生任何的價值增值和價值規模的擴充。隻有在新資訊外部注入或内部形成的情況下，人的生存過程才會産生價值增值和價值規模的擴充。真善美的本質就是價值率大于社會平均價值率，實際上就是它們内涵着一定的資訊量，人們追求真善美的過程，在本質上就是追求資訊的過程，實際上就是追求價值增值或價值規模擴充的過程。情感可以引導人不斷地追求真善美，不斷地形成、積累、傳播和運作資訊，以達到創造價值的目的，進而成為人類價值關系的創造器。

那麼怎麼才能研制出真正意義的情感機器人或人工情感呢？筆者認為，必須分四步走：

1.建立一個全新的價值理論：統一價值論

這種價值理論必須以自然科學的公理為前提，把所有學科的價值理論（如哲學、經濟學、政治經濟學、社會學、價值工程學等）統一起來，能夠全面揭示各種不同形式的價值（如金錢、房産、地位、健康、相貌、才華等）之間的内在邏輯關系，并建立統一計算各種價值的數學模型。筆者用了20年，完成了100萬字的《統一價值論》，這個理論以實體學的“耗散結構論”為理論前提，從實體學角度研究所學生命現象和生命規律，從能量角度研究價值現象與價值規律，實作了價值理論的統一化、客觀化和數學化，進而推動了整個社會科學的自然科學化程序，也為創立“數理情感學”奠定了理論基礎。

2.建立一個全新的情感理論：數理情感學

筆者用了8年時間，完成了50萬字的《數理情感學》，這個理論從價值論角度研究情感現象與情感規律，實作了情感理論的統一化、客觀化和數學化，進而推動了情感理論的自然科學化程序，它遠遠跳出心理學的範疇，從價值角度來分析情感現象和情感規律，對價值觀和情感作出了數學定義，推導出了“情感強度三大定律”，并且實作了對于不同情感的數學運算，也為創立“人工情感”奠定了理論基礎。

3.建立全新的人工情感理論：情感機器人

筆者用了2年時間，完成了十多萬字的《情感機器人》。《情感機器人》在《數理情感學》的基礎上，對人工情感作了進一步具體化的研究，繪制出八個重要系統的邏輯框圖：情感表達系統、情感識别系統、情感運算系統、意志運算系統、感覺情意互動系統、記憶系統、注意系統、自我意識系統等，為人工情感的研制提出了初步的技術方案。

4.實作人工情感的産業革命：人工情感＋

人工情感的初步技術方案完成以後，就可以按照其基本思路，研制出情感晶片，并把它植入智能機器人，就可以生産出真正意義的情感機器人。與此同時，還可以并把情感晶片廣泛應用于各個産業，進而引發全社會“人工情感＋”産業革命，它是繼“網際網路＋”之後的更廣泛而深刻的産業革命。

各個理論體系的邏輯關系，如下圖所示：

總之，沒有“統一價值論”就沒有“數理情感學”，沒有“數理情感學”就沒有“情感機器人”，沒有“情感機器人”就沒有“人工情感＋”産業革命。

人與外界的互相作用過程可以分解為五個相對獨立的階段：感覺階段、認知階段（或分析階段）、評價階段（或情感階段）、規劃階段（或意志階段）、行為階段；它們分别解決五個不同性質的問題：有什麼？是什麼？有何用？怎麼辦？幹掉它！它們分别通過人的五個主執行系統（即感覺系統、認知系統、評價系統、意志系統和行為驅動系統）和三個輔助執行系統（即記憶系統、注意系統和自我意識系統）來完成；資訊處理的邏輯順序是：外界資訊、感覺資訊的分析、認知資訊的評價、行為資訊的評價、意志資訊的實施。

由此可見，情感機器人研究的技術線路可分為四個方面：研究對象的技術線路、解決問題的技術線路、執行系統的技術線路、資訊處理的技術線路。

1.研究對象的技術路線

研究對象的技術路線：事物的物質屬性→→事物的關系屬性→→事物的價值屬性→→行為的價值屬性→→行為的實施方式。

2.解決問題的技術路線

解決問題的技術路線：有什麼？→→是什麼？→→有何用？→→怎麼辦？→→幹掉它。

3.執行系統的技術路線

執行系統的技術路線：（1）主執行系統的技術路線，即感覺系統→→認知系統→→評價系統→→意志系統→→行為系統；（2）輔助執行系統的技術路線，即自我意識系統→→記憶系統→→注意系統。

4.資訊處理的技術路線

資訊處理的技術路線：外界資訊→→感覺資訊的分析→→認知資訊的評價→→行為資訊的評價→→意志資訊的實施。

情感機器人研究的技術路線，如下圖所示：

任何理論隻有得到實踐的驗證，才能證明其正确性。“情感機器人”“數理情感學”和“統一價值論”正确性的驗證也是如此。

1.“情感機器人”的充分驗證

根據“數理情感學”所提出的客觀化、數學化的情感理論，“情感機器人”建立了情感機器人的理論模型，并繪制出了情感總系統的邏輯框圖和情感晶片的邏輯框圖。如果根據“情感機器人”的理論模型和邏輯框圖，研制出來的情感晶片和情感機器人具有了真正人類似的情感，能夠準确地、圓滿地完成人所賦予人的各項工作任務，并且引發了一場朝氣蓬勃的“人工情感＋”産業革命，那麼“情感機器人”的正确性就能夠得到充分的驗證。

2.“數理情感學”的充分驗證

“數理情感學”認為，價值作為一種客觀存在，它所對應的主觀反映形式就是價值觀和情感其中，價值觀是人腦對于絕對性價值關系的主觀反映，情感是人腦對于相對性價值關系的主觀反映。根據“統一價值論”所提出的客觀化、數學化的價值理論，“數理情感學”提出了情感的數學定義、情感強度三大定律、情感運算的邏輯法則。由于“情感機器人”是建立在“數理情感學”的基礎之上，“情感機器人”的正确性一旦得到了充分驗證，那麼“數理情感學”的正确性就自然得到了充分驗證。

3.“統一價值論”的充分驗證

“統一價值論”認為，生命運動和人類運動是物質運動的複雜表現形式，能量是物質運動規模的統一尺度，價值是生命運動的動力源，是生命運動規模的統一尺度，它是能量的特殊表現形式；有生命的物質運動與無生命的物質運動在本質上都是一緻的，并且都必須嚴格遵循所有的實體定律。實體學的“耗散結構論”認為，當物質系統處于遠離平衡區、非線性狀态和開放系統時，它就會不斷與外界交換物質、能量和資訊，不斷吸收“負熵”，進而使其不斷朝着有序化的方向發展。統一價值論以“耗散結構論”為理論前提，提出了價值的本質就是“廣義有序化能量”，研究了價值的起源與進化，揭示了價值運動的邏輯程式，建立了不同價值進行統一計算的數學模型，全面闡述了各種社會現象、社會事物、社會規律的價值動因。由于“數理情感學”是建立在“統一價值論”的基礎之上，“統一價值論”又是建立在“耗散結構論”的基礎之上，那麼“數理情感學”的正确性一旦得到了充分驗證，“統一價值論”的正确性就自然得到了充分驗證，“耗散結構論”的正确性也就自然得到了充分驗證。

人工情感傳統的錯誤研究思路是：從心理學角度研究情感，試圖通過建立情感的模式表達體系和模式識别體系，來模拟人類的情感運作程式，其結果必然是：永遠在主觀範圍内繞圈子。

人工情感特色的正确研究思路是：從能量角度來研究價值，從價值角度來研究情感，通過建立情感的數學模型來建構情感的内部邏輯系統，其結果必然是：透過主觀現象看客觀動因。

相對于人工情感的傳統思路，情感機器人的基本特點表現在：

1.科學性

任何一個理論體系要想具有高度的科學性，必須同時具備兩個基本條件：一是其理論前提必須是公理，二是其推理過程必須遵循嚴格的邏輯法則。“統一價值論”建立在實體學的“耗散結構論”基礎之上，“數理情感學”建立在“統一價值論”的基礎之上，“情感機器人”建立在“數理情感學”的基礎之上，這三個理論體系緊密相聯，一環扣一環。同時，“統一價值論”“數理情感學”和“情感機器人”的所有推理過程都遵循着嚴格的邏輯法則，是以其高度的科學性是不容懷疑的。

2.精确性

“統一價值論”和“數理情感學”采用了大量的數學工具，例如，價值觀的數學定義、情感的數學定義、價值觀與情感的數學運算、情感強度三大定律、意志強度三大定律等，進而使“統一價值論”和“數理情感學”具有高度的精确性，也為“情感機器人”高度的精确性提供了理論保障。

3.清晰性

由于情感的本質就是人腦對于價值關系的主觀反映，情感與價值的關系在本質上就是主觀與客觀的對應關系，那麼情感的運動變化與價值的運動變化就會有着清晰而嚴密的邏輯關系，具體表現在：情感分類與價值分類之間有着清晰的對應關系，情感表達模式與價值變化模式之間有着清晰的對應關系，情感變化規律與價值變化規律之間有着清晰的對應關系，情感的八大動力特性與價值的八大變化特性之間有着清晰的對應關系，情感表達與價值表達、情感識别與價值識别、情感運算與價值運算、意志運算與行為價值運算之間有着清晰的對應關系等，進而為情感機器人研究思路的清晰性提供了理論保障。

今後，人工情感研究有兩個基本的發展趨勢：

1.由“外在情感”向“内在情感”的發展

目前所研制出來的情感機器人隻有外在情感，沒有内在情感；它們隻能機械性地模拟人類某些簡單的情感表達模式，也隻能進行一些簡單地情感識别，而沒有真正意義的内在情感。這些情感機器人沒有自我意識、沒有個人意志，不能在自身情感體系的驅動下有目的地、自主地、創造性開展自己的思維活動，也不能在自身價值觀的指導下作出科學而合理的行為決策。未來的情感機器人一定能夠具有内在情感，它們具有自我意識和個人意志，能夠在自身情感體系的驅動下有目的地、自主地、創造性開展思維活動，能夠在自身價值觀的指導下作出科學而合理的行為決策，并且實作自己預期的價值目标。

2.由“簡單情感”向“複雜情感”的發展

生物的情感進化是由簡單向複雜的發展過程，情感機器人的研究也必然是由簡單情感向複雜情感的發展過程。具體表現為：由單一性情感向多樣性情感的發展，由低層次情感向高層次情感的發展，由孤立性情感向關聯性情感的發展，由個體性情感向社會性情感的發展。