新智造按：本文作者Pascale Fung ，來源weforum，由新智造獨(dú)家編譯，未經(jīng)許可拒絕轉(zhuǎn)載！筆者最近為科普雜志《科學(xué)美國(guó)人》寫了篇文章，叫《“走心”的機(jī)器人》。文中，筆者描述了將“移情模塊”添加到機(jī)器人編程中，如此一來，它們可以更好地滿足人類的情感需求以及生理需求。文章發(fā)表后，有些讀者很好奇我們是如何將這類能感受到情感的機(jī)器人應(yīng)用到醫(yī)學(xué)和生活中的其他領(lǐng)域中去的，而另一些讀者則對(duì)機(jī)器人理解人類的情感的想法表示強(qiáng)烈反對(duì)，其中有一個(gè)讀者的觀點(diǎn)很犀利：“人之所以為人，是因?yàn)榫邆淝楦?。所以，機(jī)器人真的不能具備人類的特征，這樣它們就會(huì)取代人類，去做那些人類才能做的工作?！碑?dāng)然，輿論并非一邊倒，有些讀者對(duì)這個(gè)點(diǎn)子非常感興趣：“如果機(jī)器人都有了智慧，并且可以感受到人類的情緒，那么在未來的某一天，它們是不是可以擁有自我意識(shí)？”

對(duì)我們而言，理解機(jī)器人智能非常重要。但是首先，我們需要懂得人類擁有自我感受的原因，以及人類感受自我的方式。

人類的情感

在物種進(jìn)化的過程中，情緒起到什么樣的作用呢？研究顯示，人和人之間的關(guān)聯(lián)是靠友好的關(guān)系建立的。物種的生存依賴于這樣緊密關(guān)聯(lián)，并且大多數(shù)時(shí)候，這種關(guān)聯(lián)是由情感支撐的。我們也可以將情緒作為信號(hào)，傳遞自己的意圖。

我們的感覺和情緒都是受到一定刺激后產(chǎn)生的，不管是外部的還是內(nèi)部的（比如記憶），因此，我們的各種生理特征可以做出受到刺激后的反應(yīng)，如脈搏的跳動(dòng)、汗液、面部表情、手勢(shì)和音調(diào)等等。我們也許會(huì)哭，也許會(huì)笑，也許會(huì)惡心得發(fā)抖，也可能會(huì)擔(dān)心得畏手畏腳。這些情緒不像語言，它們是自發(fā)的并自動(dòng)表達(dá)的，不存在任何下意識(shí)的控制。從出生的那一刻開始，我們就開始學(xué)習(xí)理解其他人的情緒。而在嬰兒出生之前，輕輕哼唱的搖籃曲會(huì)讓他們完全放松。在出生的時(shí)候，它們就可以對(duì)父母的笑臉做出反應(yīng)，并且從那天開始就可以表達(dá)自己的情緒了。

機(jī)器情感

工業(yè)機(jī)器人制造了汽車和智能手機(jī)；康復(fù)機(jī)器人幫助病患重新行走；教學(xué)助手型機(jī)器人可以回答學(xué)生們的問題；軟件程序可以寫些合法的文件，甚至可以為你的作文打分；軟件系統(tǒng)可以為報(bào)紙寫故事；人工智能程序AlphaGo 打敗了圍棋九段的李世石；IBM Waston在益智問答游戲《危險(xiǎn)邊緣》中打敗了人類；機(jī)器人甚至可以創(chuàng)作出美輪美奐的畫作，讓人們誤以為是由專業(yè)的藝術(shù)家畫的；機(jī)器還可以創(chuàng)作音樂......顯然，在某些領(lǐng)域，機(jī)器人可以被打造得比人類更強(qiáng)、更快、更智能，但是，它們真的需要像我們?nèi)祟愐粯泳邆涓惺芮榫w的能力嗎？

2016年早期，我們團(tuán)隊(duì)宣布了第一個(gè)可以從語調(diào)中實(shí)時(shí)識(shí)別出十二種人類情緒的系統(tǒng)。在這個(gè)項(xiàng)目研發(fā)之前，因?yàn)橐环N叫“特征工程”的程序的存在，從語調(diào)中識(shí)別情緒會(huì)導(dǎo)致處理時(shí)間上的延遲，而在人機(jī)交流的場(chǎng)景中延遲是不自然的。那么，我們的團(tuán)隊(duì)是如何突破這個(gè)障礙的呢？——我們充分理解了機(jī)器人學(xué)習(xí)的機(jī)制。

每個(gè)機(jī)器人都可以在由軟件算法驅(qū)動(dòng)的硬件平臺(tái)上運(yùn)行。由人類設(shè)計(jì)的算法系統(tǒng)可以告訴機(jī)器人怎么回應(yīng)一些刺激，比如，如何回答一個(gè)問題、如何在一個(gè)房間里實(shí)現(xiàn)自我導(dǎo)航，這就像建筑師在建房子——一個(gè)AI工程師可以縱覽機(jī)器人完成任務(wù)的整體藍(lán)圖。編程知識(shí)用代碼讓機(jī)器人識(shí)別可能存在的阻礙，完成任務(wù)。其中一個(gè)非常中大的阻礙是機(jī)器人學(xué)習(xí)——也就是讓機(jī)器能夠?qū)W習(xí)并模仿和人類相似的回應(yīng)的算法，比如玩象棋和回答問題等等。

人工智能領(lǐng)域最大的突破是機(jī)器人學(xué)習(xí)。它并不是編程算法中設(shè)計(jì)的有預(yù)測(cè)性地回應(yīng)某個(gè)請(qǐng)求的結(jié)果，相反，機(jī)器人可以通過現(xiàn)實(shí)世界中的很多關(guān)于刺激反應(yīng)的例子進(jìn)行學(xué)習(xí)。如果機(jī)器人看到很多被標(biāo)注了“貓”的有著貓咪的畫作，它可以用其中任何一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，識(shí)別其他它沒有看到的畫里的貓。同理，如果一個(gè)機(jī)器可以瀏覽萬億的網(wǎng)頁和翻譯實(shí)例，它就可以學(xué)會(huì)像谷歌翻譯那樣的翻譯技能。

機(jī)器學(xué)習(xí)最重要的部分就是學(xué)會(huì)理解特征的代表。一只貓可以由它的輪廓、利爪、面部和身體姿勢(shì)表示。話語可以由聲音的頻率分量來辨別。話語中的情緒不止可以通過音高進(jìn)行識(shí)別，音色、節(jié)奏、速度都可以作為識(shí)別特征。機(jī)器學(xué)習(xí)首先需要構(gòu)建特征工程，對(duì)這些特征進(jìn)行抓取。而對(duì)于音調(diào)而言，特征工程會(huì)抓取一個(gè)聲音中的1000到2500個(gè)特征，這個(gè)過程會(huì)在整個(gè)情緒識(shí)別過程中放緩。接著，這幾千個(gè)特征會(huì)被由人類著手處理，它們中的每個(gè)都需要處理的時(shí)間和過程。

最近，科學(xué)家們用機(jī)器加速和大量的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（又名深度學(xué)習(xí)）領(lǐng)域做了幾項(xiàng)突破，這導(dǎo)致了機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的飛速發(fā)展。首先，一些深度學(xué)習(xí)方法，比如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）可以在沒有明確的、延遲的特征工程或是人類設(shè)計(jì)的情況下，在學(xué)習(xí)過程中自動(dòng)習(xí)得這些特征。這大概是深度學(xué)習(xí)對(duì)AI領(lǐng)域做出的最大的貢獻(xiàn)了。

回到我們從聲調(diào)中識(shí)別情緒的系統(tǒng)中來，我們做的是用一個(gè)簡(jiǎn)單的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)替換特征工程和分類學(xué)習(xí)，它可以學(xué)得很好（即使不比分類機(jī)器學(xué)習(xí)好，但是要比它快很多），因?yàn)樗恍枰鞔_且緩慢的特征工程過程。類似地，面部識(shí)別也可以通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。

另外，科學(xué)家們也在研發(fā)讓機(jī)器人通過改變音高，和小發(fā)動(dòng)機(jī)控制合成的面部肌肉表達(dá)情感的方式。Sofia和Erica就是兩個(gè)有面部表情的人形機(jī)器人。

人和機(jī)器人之間的聯(lián)系與第四次工業(yè)革命

第四次工業(yè)革命就在眼前了。技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域取代了人們的地位。以前需要花費(fèi)很多年，甚至幾十年才能學(xué)成的技術(shù)，如今在一夜間已經(jīng)過時(shí)了。目前，很多人都沒有意識(shí)到AI和機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)步的速度，并且以他們當(dāng)下目睹的情況，推測(cè)機(jī)器人會(huì)在三十年到五十年內(nèi)統(tǒng)治世界。這種機(jī)器人威脅論近來被炒得很熱，很多人對(duì)機(jī)器人的存在誠(chéng)惶誠(chéng)恐。

實(shí)際上，這種預(yù)測(cè)在前幾次工業(yè)革命中就已經(jīng)存在了，那時(shí)候人們擔(dān)心蒸汽機(jī)和計(jì)算機(jī)會(huì)讓人類的勞作顯得多余。但眾所周知的是，人類一直都在學(xué)各種不同的技術(shù)來操縱這些機(jī)器。

然而，隨著更多的AI和機(jī)器人的運(yùn)用，人和機(jī)器人之間的新關(guān)系會(huì)出現(xiàn)。對(duì)人類而言，想要減少恐懼，去相信一個(gè)能走、能說、能做出各種姿勢(shì)、能負(fù)重的機(jī)器人，我們需要做到的是，與機(jī)器人實(shí)現(xiàn)情感的互通。將機(jī)器人和其他電子設(shè)備區(qū)分開的是它先進(jìn)的機(jī)械智能以及情緒。對(duì)家庭護(hù)理機(jī)器人而言，理解嬰兒的哭聲，或是病人痛苦的呻吟非常重要。對(duì)那些智能的機(jī)器人而言，它們需要“走心”。

那么，機(jī)器人到底會(huì)不會(huì)擁有自我意識(shí)呢？

如果一個(gè)機(jī)器人擁有了分析技術(shù)、學(xué)習(xí)能力、溝通能力，甚至是情緒，它們會(huì)有自我意識(shí)嗎？它們會(huì)有感知能力嗎？它們會(huì)做夢(mèng)嗎？

上文提到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不像其他的機(jī)器人學(xué)習(xí)算法那樣，會(huì)讓人類更確定自己才是主宰者。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)甚至可以產(chǎn)生一些隨機(jī)的，像夢(mèng)境一般的圖像，讓人們相信機(jī)器人是可以做夢(mèng)的。

問題是，作為人類的我們自己明白是什么讓我們擁有感知能力嗎？它是不是只是感官理解和思考過程的結(jié)合？AI科學(xué)家們無法回答這個(gè)問題，但是我們相信，要打造好的機(jī)器人，我們需要將那些符合倫理道德規(guī)定的價(jià)值觀傳遞給它們，這些價(jià)值規(guī)范能幫助它們做出決定。有了機(jī)器人智能領(lǐng)域的相關(guān)拓展，將這些價(jià)值觀教授到機(jī)器人會(huì)變得和教育兒童一樣重要。目前，我們的下一個(gè)挑戰(zhàn)是，在機(jī)器人有了先決的情緒理解和溝通技巧后，讓機(jī)器自動(dòng)學(xué)習(xí)這樣的價(jià)值觀。

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