[发明专利]一种智能情感机器人多模态行为关联表达系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种人机交互技术，尤其涉及一种智能情感机器人情感驱动的多 模态行为关联表达系统。

背景技术

人机交互是研究人、计算机以及它们间相互影响的技术，是21世纪的重大 信息技术。广义的人机交互是人机工程学、人类工效学等学科的研究内容；狭义 的人机交互是指人与计算机的交互。人机交互是一门涉及到多门学科的领域，应 该说自从计算机诞生之日起人们就开始注意人机交互问题，但真正引起人们广 泛的研究兴趣并获得重大发展是80年代以来的事情。以80年代早期为起点， 交互设备迅猛发展，鼠标、手写笔、游戏杆、声卡、显卡纷纷登上舞台，带动了 人机交互技术的革新，图形用户界面成为主流交互界面。声音、视频、手写等多 通道交互方式则直接促进了人与计算机之间的沟通与交流，使得计算机的使用门 槛急剧下降，直接促进了计算机的大范围普及。可以说，正是人机交互设备与技 术的革命性进步，造就了个人计算机时代的辉煌。90年代末，国内外对人机交 互技术的研究方兴未艾。近年来，包括Microsoft，IBM，MIT，NSF(美国国家 科学基金会)，Cambridge Univ.，Oxford，Birmingham，Tokyo Univ.日本国家 工业研究院等著名院校和研究院所都成立了人机交互的专门课题组。

国内目前对交互技术的研究，主要集中在智能人机交互方面，例如中科院软 件所人机交互技术和智能信息处理实验室戴国忠研究员提出纸笔将是普适计算 的一种主要设备，纸笔计算是普适计算的一种主要形态，笔式交互无所不在。微 软亚洲研究院的王坚博士等人开发的数字墨水技术，也着眼于笔式交互。中科院 合肥智能机械研究所人机接触交互实验室致力于通过获取手写力信息与字型信 息，分析手写者的心理状态，实现对用户的情感认知，使其能更好为用户提供服 务。清华大学人机交互与媒体集成研究所的研究则集中于人机交互的多模态融合 与多媒体信息处理。北京航空航天大学人机交互实验室以触觉交互为主要研究领 域。目标是发现和理解触觉在信息交流中的作用规律，同时研究触觉和视觉，听 觉等多通道融合下的人机交互规律和工程应用。高文教授等提出了一个基于多模 态接口技术的聋人与正常人交流系统，从而使聋哑人能够与正常人进行交流。

但是目前，人机交互技术存在一些问题，其中之一是缺乏统一的行为驱动机 制，以便各行为之间更加协调。因此，基于人工心理和情感计算的人工心理模型， 以智能情感机器人为对象，研究情感驱动的多模态行为关联表达技术对于自然和 谐人机交互的推动作用是显而易见的。

所谓人工心理模型(情感模型)，就是使用数学方法：如维度空间、非线性、 统计、灰色理论、随机过程等方法。把人类的情绪模型化，目的在于能够使计算 机实现人工情感的形式化，实现能够具有人工情感的机器系统。

目前心理学中有两种不同情感研究途径——基本情绪论和维度论，因此，对 于情感模型的分类也大致分为这两种。Watson根据对儿童进行的一系列观察， 假定有三种类型的情感反应：恐惧、愤怒和爱；Ekman等从实验中发现快乐、愤 怒、厌恶、恐惧、惊讶和悲伤是基本情感。对于基本情感应包括哪些情感，则有 不同的看法。情感具有多维度结构，维度是情感的一种特性。同样，迄今为止， 提出的维度划分方法是不同的和各式各样的，并没有统一的标准来评价那种维度 划分更好。

基于上述心理学研究的现状，可以看出，人工心理模型(情感模型)的建立， 没有基本的架构，但是却有其主要的评判标准——模拟人类情感的真实度和是否 可利于计算机实现。本申请中，根据需要，设定的是四维情感模型，其四个维度 包括快乐、愤怒、悲哀、恐惧四个维度。