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作者：泉琳综合报道 来源： 发布时间：2017-1-3 14:55:57
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看过美剧《别对我说谎》的人，一定会对其中通过情绪识别技术识破谎言的剧情记忆深刻。在剧中，Cal Lightman博士通过对人面部表情和身体动作的观察探测人们是否撒谎，从而还原事件真相。
一般而言，人类的面部表情最为丰富，可以传达个人的心情、感受等心理信息，因此承担着情绪沟通的功能。正因于此，很多高科技公司便开始从事针对人脸情绪进行识别的智能系统的研发。
比如，2016年年初苹果公司收购的人工智能公司Emotient，便利用人工智能技术对人们的面部表情进行分析以解读其情绪，其现在已经能够分辨出类似于喜悦、愤怒、悲伤、惊讶等基础表情，还能够分析出一些更细微、复杂的表情，如焦虑、沮丧。
然而，人们的面部表情并不总是那么诚实，往往也会“说谎”。当人们不愿意透露自己的真实情绪时，“强颜欢笑”便可以将自己真正的感受伪装并隐藏起来。
此时，情绪识别系统还能正确辨别我们的情绪吗？还能像动画电影《超能陆战队》中的大白一样，“秒懂”你的心吗？
美国麻省理工学院（MIT）的最新研究可以告诉你，完全可以！
读懂喜怒哀乐
最近，来自麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室（CSAIL）的研究人员开发出了一款情绪智能检测仪——EQ-Radio，其能够借助无线信号收发前后的变化，监测人们基于呼吸和心脏节律而改变的情绪。
据研究人员介绍，利用无线信号被人体反射的强度变化，EQ-Radio能够像心电监护仪一样精确地测量心跳，并且生成有依据的监控波形便于分析。
研究人员将监测所得的这些数据输入到内置算法中，这种算法会把人的情绪分类为激动、愉悦、生气和悲伤。研究人员表示，它的精确度与目前最先进的传感器接线法的精确度一样。
在实验中，研究人员分别对12名受试者进行监测。在两分钟的时间内，受试者们先后经历了无情绪的平静状态、激动状态、愉悦状态、愤怒状态和生气状态。在此期间，研究人员记录下每名受试者的心跳和呼吸等数据，再将数据输入到内置算法，内置算法会根据这些数据进行适当调试。
该算法可以将心跳、呼吸所引起的无线电频率加以识别和区分，并记录音程的变化特征。不过，为该系统设计提供帮助的美国麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室博士Fadel Adib指出，这些数据本质上并不管这个心情是积极的还是消极的，它只是把情绪分成了激动、愉悦、生气和悲伤等样品。
实验结果表明，该系统的测量能力相当精准，辨别受试者情绪的准确率高达87%。此外，研究人员还通过让身体移动等方式来提高监测的精准性。
“人的情绪是绵延的，将它们分配到某一种状态中是没有意义的。不过，遵照这种方法，我们能逐渐完善我们的技术，更好地理解情绪的不同阶段与子阶段。”Adib表示。
情绪分析师
尽管人们的脸部表情可以伪装自己的情绪，但是身体却始终是诚实的。正基于此，研究人员才进行了这样的一次尝试。
据研究人员介绍，EQ-Radio检测仪采用了一种被称之为频率载波探测的技术，这种技术由三部分组成：
一是发射射频信号并接收其发射信号的调频连续波无线电。这种无线电会将来自人体的发射放大，同时还能忽略来自所在空间中其他物体的反射。
二是用节拍提取算法分析所得到的射频信号。用这种算法可以将所获得的诸多信号区段还原为与之相对应的独立心跳。
最后一部分则是将前两部分所获得的数据传递到情绪分析的子系统中。情绪分析的子系统是以心跳数据为主、呼吸数据为辅的原则来界定并区分不同的情感状态的。这是因为，人们可以屏住呼吸，但却难以控制心跳。在研究人员看来，心率可称之为人们情绪状态最大的显示灯。
不仅如此，EQ-Radio与心电图设备不同，它对心率和呼吸速率的监测是无线的。也就是说，它无需在被识别人身上安装任何传感器，便可以根据被识别人的心脏跳动节奏和呼吸模式所“隐含”的暗示，识别出其当前情境下的情绪状态。
如此便捷的设计，无疑预示着其有着广阔的应用前景。美国马萨诸塞州理工学院电气与计算机科学系教授兼研究室主任Dina Katabi认为，这一装置一定会在现实环境中大有所为。
比如说，商家可以将EQ-Radio应用到智能电视中，记录下观众对广告和电视节目的反应情况；将其应用到智能家居中心，依照个人情绪来控制音箱和照明设备等；在医疗保健方面，可以帮助诊断抑郁症、焦虑症、心率失常等疾病。
读懂情绪
与深度学习、机器视觉等人工智能的研究相比，情绪识别的研究获得的关注度较少，起步较晚。不过，自20世纪90年代以来，不少研究人员开始从事这方面的研究，推动了情绪识别研究大踏步向前迈进，并涌现出了一批先进的情绪识别技术。
2014年，德国弗劳恩霍夫集成电路研究所的研究人员曾为谷歌眼镜增添了一款实时情绪识别App，它可以对人的面部表情进行分析，告诉你他们的真实年龄，同时还可以揭示你的谈话对象此刻的情绪如何。
而创始于2009年的Affectiva公司，7年来一直致力于研究面部表情和情绪表达算法，其员工大多来自麻省理工学院。
该公司推出的一款情绪识别软件Affdex，可以在手机、平板电脑等移动终端上使用。简单来说，这款软件是一个能追踪4种情绪（开心、疑惑、惊讶和厌烦）的“分类器”——用它在脸上扫描一下就能辨别出情绪类型。
目前，Affectiva 公司已经在全世界收集了超过10亿个面部表情，这为App在普通电脑以及移动设备上更好地利用面部识别技术打下了基础。
在开拓情绪识别研究领域的道路上，任何一家高科技公司都不甘示弱。微软也是如此。
今年6月，微软推出了一面智能镜子——Magic Mirror。它不仅可以让用户照自己的脸，而且还能让他们获得诸如时间、天气和交通方向等相关信息。更重要的是，它还可以识别8种不同的情绪（包括高兴、生气、惊讶等）。
除了面部识别情绪系统的研发，有些高科技公司另辟蹊径，尝试通过文字来识别情绪。IBM便是其中的佼佼者。
在人工智能研究领域，IBM的Watson超级计算机是毋庸置疑的“领头羊”。如今，IBM对该计算机的软件系统进行升级，安装了最先进的Tone Analyzer，这一工具可以通过对人类书写的文字进行智能识别，分析出情绪信息。
当然，该工具绝不只是分析几个零星的单词那么简单，它还可以分析整个句子，升级后的Watson甚至还可以识别出用户的性格特征（如内向还是外向）。此外，通过语音转换软件，Watson对识别出情绪的用户还能做出有针对性的应答服务。
有关情绪识别的研究仍在不断深入，但仍有不少人担心这一技术是否真的有用。“人的真实感情是复杂的。机器学习算法在某些情况下可能正确，另一种情况就不一定。如果想要在实践中应用，我们仍需在现实生活环境中对其做周密的评估。”加拿大多伦多大学电气与计算机工程系教授、生物计量安全专家Dimitrios Hatzinakos一语道破。
好在技术始终在不断地自我突破，与此同时，也一直在向人们传达着这样一种讯息：未来的人工智能将不会是一种冷漠的技术。■
《科学新闻》 (科学新闻2016年12月刊 科学传播)
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