第4卷第1期 智能系统学报 Vol 4 Na 1 2009年2月 CAA I Transactions on Intelligent Systems Feb 2009 人工心理情感模型的个人机器人 解仑，王志良，余军 化京科技大学信息学院，北京100083) 摘要：以心理动力学中心理能量概念为基础，根据情感能量守恒定律，建立了情感状态能量分布描述空间和情感 状态的概率描述空间，分析情绪状态的变化过程，提出情绪状态自发转移过程的隐马尔可夫链及其模型算法.利用 MATLAB建立相关情感状态变化的仿真研究平台，研究情感状态的变化规律.根据以上人工心理情感模型及其变化 规律构建出个人机器人综合研究平台软，硬件体系结构，并通过该系统的实际运行实验验证了其有效性。 关键词：概率描述空间：自发转移过程：隐马尔可夫链：人工心理情感模型：个人机器人 中图分类号：1P31,TP391文献标识码：A文章编号：1673-4785(2009)01005908 A personal robot based on an affective model of artifical psychology X IE Lun,WANG Zhi-liang,YU Jun (School of Infomaton Engineering.University of Science and Technobgy Beijing,Beijing 100083,China) Abstract:An affective energy distributing model and affective state probability descrip tion pace were set up on the basis of the psycholgical energy of the psycho-dynam ics and affective energy conservation law.The emotional state transferring process and the hidden Markov chain algorithm for self-insp ired transition processes were then studied The personal robot platom,consisting of hardware with a sofware architecture,was based on the affective model of artificial psychology Smulation results and experments on this personal robot platfom showed that the mathe- matical model was an accurate representation of affective state change rules in human be ings They effectively dem- onstrated the validity of the model Keywords:probability descrption space;self-insp ired transitoon process Hidden Markov chain;affective model of artific ial p sychology,personal robot 随着科学技术的进步、经济的发展以及人们的 人)，而且还要具有情感、性格、意志、创造等心理活 生活水平的不断提高，机器人已经并将逐步进入生 动情感机器人)，甚至还可使其智能及情感行为进 活的方方面面，为每个人提供各种服务，供人娱乐， 行进化进化机器人))在当今的机器人学的研究 能与人进行交流，因此又称之为“个人机器人”正 发展中，赋予机器人情感交互能力己经成为前沿热 像当年人类个人计算机的出现标志着一个崭新时代 点之一 的开启一样，“个人机器人的出现标志着后P℃时 如果想让个人机器人自然地与人交互，就必须赋 代的到来，也会和个人计算机一样，成为人类到处都 予其识别理解、甚至可以拥有和表达人类感情的能 在使用的工具，也可以成为人类的好朋友和好伴侣. 力).作者将以人工智能的理论为基础，以个人机器 所以个人机器人不仅应当具有智能行为智能机器 人相关技术为手段，以研究和建立基于人工心理情感 模型的个人机器人为主要内容，通过仿真计算以及物 收稿日期：2008-10-16 理实现构建个人机器人研究平台，以模拟典型情绪、 基金项目：国家高技术研究计划资助项目(2007AA04218);国家自 然科学基金资助项目(60573059). 情感的变化过程和相应的行为表达模式，从而为个人 通信作者：解仑.Email ygo(@tsinghua edu cn 机器人应用及理论研究提供有意义的帮助， '1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net第 4卷第 1期 智 能 系 统 学 报 Vol. 4 №. 1 2009年 2月 CAA I Transactions on Intelligent System s Feb. 2009 人工心理情感模型的个人机器人 解 仑 ,王志良 ,余 军 (北京科技大学 信息学院 ,北京 100083) 摘 要 :以心理动力学中心理能量概念为基础 ,根据情感能量守恒定律 ,建立了情感状态能量分布描述空间和情感 状态的概率描述空间 ,分析情绪状态的变化过程 ,提出情绪状态自发转移过程的隐马尔可夫链及其模型算法. 利用 MATLAB建立相关情感状态变化的仿真研究平台 ,研究情感状态的变化规律. 根据以上人工心理情感模型及其变化 规律构建出个人机器人综合研究平台软、硬件体系结构 ,并通过该系统的实际运行实验验证了其有效性. 关键词 :概率描述空间 ;自发转移过程 ;隐马尔可夫链 ;人工心理情感模型 ;个人机器人 中图分类号 : TP31, TP391 文献标识码 : A 文章编号 : 167324785 (2009) 0120059208 A personal robot based on an affective model of artific ial psychology X IE Lun,WANG Zhi2liang, YU Jun ( School of Information Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) Abstract:An affective energy distributing model and affective state p robability descrip tion space were set up on the basis of the p sychological energy of the p sycho2dynam ics and affective energy conservation law. The emotional state transferring p rocess and the hidden Markov chain algorithm for self2insp ired transition p rocesses were then studied. The personal robot p latform, consisting of hardware with a software architecture, was based on the affective model of artificial p sychology. Simulation results and experiments on this personal robot p latform showed that the mathe2 matical modelwas an accurate rep resentation of affective state change rules in human beings. They effectively dem2 onstrated the validity of the model. Keywords: p robability descrip tion space; self2insp ired transition p rocess; H idden Markov chain; affective model of artificial p sychology; personal robot 收稿日期 : 2008210216. 基金项目 :国家高技术研究计划资助项目 ( 2007AA04Z218) ;国家自 然科学基金资助项目 (60573059). 通信作者 :解 仑. E2mail: ygao@ tsinghua. edu. cn. 随着科学技术的进步、经济的发展以及人们的 生活水平的不断提高 ,机器人已经并将逐步进入生 活的方方面面 ,为每个人提供各种服务 ,供人娱乐 , 能与人进行交流 ,因此又称之为“个人机器人 ”. 正 像当年人类个人计算机的出现标志着一个崭新时代 的开启一样 ,“个人机器人 ”的出现标志着后 PC时 代的到来 ,也会和个人计算机一样 ,成为人类到处都 在使用的工具 ,也可以成为人类的好朋友和好伴侣. 所以个人机器人不仅应当具有智能行为 (智能机器 人 ) ,而且还要具有情感、性格、意志、创造等心理活 动 (情感机器人 ) ,甚至还可使其智能及情感行为进 行进化 (进化机器人 ) [ 1 ] . 在当今的机器人学的研究 发展中 ,赋予机器人情感交互能力已经成为前沿热 点之一. 如果想让个人机器人自然地与人交互,就必须赋 予其识别、理解、甚至可以拥有和表达人类感情的能 力 [ 2 ] . 作者将以人工智能的理论为基础,以个人机器 人相关技术为手段 ,以研究和建立基于人工心理情感 模型的个人机器人为主要内容,通过仿真计算以及物 理实现构建个人机器人研究平台,以模拟典型情绪、 情感的变化过程和相应的行为表达模式 ,从而为个人 机器人应用及理论研究提供有意义的帮助. ' 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net