·294 智能系统学报 第5卷 到行为学和认知科学等方面的知识，将在今后的研 果是在进行交谈，则虚拟人向智能家居网络系统请 究中继续探索 求获得当前用户的表情；之后网络会向表情识别设 1.2虚拟人系统的设计 备发出请求，并将得到的识别结果输人到虚拟人系 智能科学是由脑科学、认知科学、人工智能等综 统中.得到表情识别结果后，虚拟人系统将对照表情 合形成的交叉学科.情感是人类智能的重要组成部 映射表，确定虚拟人应当以什么表情加以回应，并将 分，它曾被人们误认为是人类智能的一个阻碍.近年 需要输出表情的参数传人Candide表情合成这一进 来，心理学家不断探索，发现情感在人类的认知和智 程.表情输出完成后，返回到初始步骤，继续判断是 能推理过程中都发挥着重要的作用.它赋予智能虚 否处于交谈模式：如果仍在交谈则不断输出表情；直 拟主体更加拟人化的思考和行为方式，是一种更高 到交谈结束即不满足处于交谈模式的条件时则该部 层次的智能的体现45).研究表明人脑的控制模式 分程序结束 是：感知觉+情感决定行为16.如图1所示的行为 1.2.2认知行为的实现 模型，本文主要研究情感在2类行为中的控制模式 虚拟人只有拥有认知能力才能够真正体现智 1.2.1反射行为的实现 能，因此本文对虚拟人行为模型的实现更加关注于 反射行为机制主要应用于智能家居环境中虚拟 认知行为部分.认知行为机制主要应用于智能家居 人与真实人交谈的情景.通常，在与一个熟识的人交 环境中用户希望独处的情景下.这时虚拟人就成为 谈时，会发现其针对某类事件可能会产生某种表情， 家庭用户的一个静默的陪伴者，在用户偶尔需要虚 这是人们在与人交互、适应社会生活中形成的反射 拟人执行一些功能时，其从视频显示设备上跳出；其 行为.当然，人类的情感与表情是复杂的，不是一成 余时间虚拟人只需按照自己的意愿去做喜欢的事情 不变的，但针对某类事件，人们通常都会产生近似的 就可以了，它可以通过学习来成长，通过睡觉补充体 某类情感.因此，本文针对家居环境建立了如表1所 力等等 示的真实人表情与虚拟人表情行为的简单映射表， 当前 当前 输出墟拟 情感 后 行为规 路径规划，人路径 即当表情识别设备分辨出真实环境中用户的表情 决策 时，将其输入到虚拟人系统，虚拟人就能相应地给出 表情.例如，当用户很高兴时，虚拟人能以微笑表情 图2认知行为模块设计图 作为回应 Fig.2 Cognition behavior module 表1表情行为映射表 Tablel Mapping table of facial expression 认知行为机制下，系统的实现主要包括如图2 真实人表情 虚拟人表情 所示的3个模块：情感决策模块、行为规划模块和路 高兴 微笑 径规划模块.当虚拟人受到外界刺激时，虚拟人的情 悲伤 难过 绪首先发生相应的变化，该部分由情感决策模块完 羞愧 愤怒 成情绪的改变可能导致行为的改变，因此行为规划 兴奋 惊奇 模块负责产生虚拟人的自主行为.行为的变化有时 愤怒 恐惧 伴随着空间位置的转移，这时就需要进行路径规划， 严肃 平静 该项功能由路径规划模块实现 虚拟人系统将课题组原有的基于Candide模型 初始情况下，系统首先给定一个刺激值和行为 的人脸表情合成程序集成进来，用于表情的生成.程 状态值，将其输入到情感决策模块，产生虚拟人下一 序运行时首先会判断虚拟人是否处于交谈模式.如 时刻的情感；将新的情感值和当前的行为状态输入