机器人的情感：社会和非社会环境中的具体互动

1.简介

无论是离散的还是维度的，情绪都是“体现”的现象。在情感处理过程中，身身代理不仅仅扮演被动角色。相反，身体本身在与外部环境的相互作用中，会影响对真实/想象的环境刺激的感知和作用。身体在行为上定向和行动，在内部生理上根据外部环境“准备”[1]. 今天，我们看到了向机器人的转变，这些机器人需要与人类环境的社会和情感方面进行互动。情感过程的“具体化”实现至少有两个方面可以提高机器人在人类环境中的性能：（i）改善人机交互体验和（ii）促进能力情绪引导机器人的体现模式不仅涉及到它的物理维度，即它如何感知和呈现给人类交互者，还涉及到它调节其目标和那些完全相同的交互作用的内部稳态方面。

过去二十年来，社交和非社交机器人领域越来越重视情感活动，这证明了情感活动在机器人界的重要性。机器人中所体现的情感活动可能在情感表达能力方面最为著名，尤其是面部表情方面[2,三]. 这种机器人在社交上适当表达情感或移情状态的程度[三]例如，根据潜在的稳态计算[2]，这在很大程度上决定了机器人在多大程度上受到人类中间人的积极欢迎。机器人情感活动的体现方面，包括情感如何影响决策以及功能性（包括非社会性）交互行为方面，在情感体现的表达方面，往往被低估或至少处于次要地位。上述内环境平衡的作用已被证明为机器人提供了一项重要功能，机器人需要在未指定的持续时间内自主行为，例如在不被理解或无法进入的环境中[4,5,6,7,8,9,10]. 这个概念最近被扩展到包含预测调节（或分配）的概念[11,12]并已被考虑用于人工系统[13,14]. 为机器人提供工具，使其不仅能够表达而且能够解释具体的情感参与，例如通过触觉交互的方式[15,16,17]还提供了一个相对较新的研究领域。机器人代理也被用于临床环境，例如促进自闭症儿童的发展，机器人比人类更容易预测，可以为他们提供合适的互动伙伴。外表、具体互动模式和环境设置都为随后的情感参与提供了关键要素[18]. 即使在临床环境之外，设计用于长时间与人类互动的机器人，即不仅作为护理人员或训练员，而且作为机器人同伴，也应该以功能性、可信甚至创造性的方式与人类互动[19].

2.特别发行的目的

这一特殊问题吸引了众多研究兴趣和应用，它关注机器人中专注于具体交互的情感如何在社会和非社会领域中得到利用。本期特刊的目的是强调，体现情感的参与并不总是需要更常规地使用面部情感表达或感知。神经科学和心理学领域的情绪研究人员长期以来（至少在过去几十年中）一直在推动人们认识情绪在交互作用的功能和创造性方面的作用，例如在决策方面[20]和创造性的建设性存在模式[21]不局限于更经典的基本情感观[22]机器人表达中的典型模型。因此，本期特刊包含了一些文章，这些文章展示了机器人环境中所体现的情感和社交互动（物理或模拟）的广泛应用，超越了传统的经典情感（面部）和情感表达的观点。

3.论文摘要

本期特刊共涵盖四篇论文，涉及原创研究、立场论文和相关评论。这些领域涉及体现的许多不同方面，因为它涉及社交和非社交机器人场景中的情感。已调查改善的人机交互体验[23,24]通过探索异中心的情感启示，以及在创造性（绘画）背景下利用机器人。人工智能体的特征（基于虚拟现实和机器人上下文）在[25]与在临床环境中提高训练/治疗能力有关，即针对自闭症儿童。使用体现（模拟）机器人代理研究了交互式内部社会环境体现过程[26]通过荷尔蒙调节，关注社会异体平衡的概念，作为内部和行为动态平衡控制论概念的延伸[27].

在论文“HRI中的异中心情感负担：多模约束”中[23]作者讨论了一种观点，即情绪是由物体或人类表达感知触发的启示，其整合是根据作者所描述的异中心分析建模的。他们引入了一个解释模型AAA（造林评估唤醒）模型，该模型建立在Plutchik的情绪车轮上[28]. 负担被视为通过情感标签刺激来体现，这样机器人就可以理解哪些物体对特定的社会（人类）主体具有什么样的情感价值。在这项工作中，通过情感启示的人机交互超越了六种基本/经典Ekman情感的建模和构成情感启示过程的建模方法，考虑到情绪和社交情感表达（哭泣、微笑、低头、皱眉）如何在机器人中使用。

论文“通过社会异化来模拟适应：用催产素在体内调节社交接触的效果”[26]，着重于使用模拟荷尔蒙“催产素”促进体内药物之间的相互作用。模拟代理根据内部架构生成触觉交互，其处理过程需要基于稳态需求（其中通过触觉交互的社交性是一种）的竞争决策，包括生理（稳态调节）需求，如吃饭需求。催产素的荷尔蒙效应，与触觉交互作用有关，在这里是为了增加对药剂的社会需求的显著性。它所产生的自上而下的影响可以从社会分配的角度来看待[12]因此，代理人倾向于抑制竞争性的生理需求，以实现可能需要较长时间/行为才能实现的社会目标。

在“艺术治疗机器人的设计：用机器人从事情感和创意绘画的理论基础探索性评论”中[24]研究了体现型和情感型机器人的艺术/创意潜力。这些机器人能够绘画，其治疗优势为这项工作提供了主要应用领域。此外，强调了机器人在创造性艺术过程中作为交互参与者的使用，并为这些机器人成功进行艺术治疗提供了需求/解决方案分析。巴克斯特在这里被认为是一个合适的机器人，因为它的仿人化身让人们熟悉将机器人视为一种治疗师的交互作用。在艺术治疗中使用的特定类型、大小和几何形状的构成对效价和唤醒的核心情感维度的影响也被编入索引。

最后，在评论文章“自闭症儿童基于虚拟现实的社会技能训练中非角色设计的社会体现回顾”中[25]，综述了另一种用于内含药物治疗/临床设置的应用。在为自闭症儿童提供社会培训的背景下，重点关注了人类与这些虚拟代理交互过程中非扮演角色（NPC）的社会相关性（与讨论的社交机器人相关）。这些NPC（非人类）引导与人类交互作用者的言语对话，根据促进人类交互作用的非言语线索感知的设计，适当地产生调节情绪和情绪状态。设计考虑基于大量与孤独症儿童社交技能培训相关的大型数据语料库，包括情感参与的核心情感原则，如面部模仿和身体手势模拟。

总之，本期特刊提供了四个方面的贡献，深入了解了情感的具体体现以及交互的社会和非社会方面如何在机器人中用于功能性用途。他们超越了基于离散情感的经典观点的情感表达概念，解释了情感在调节自主决策、创造性和治疗性交互形式以及基于情感色彩的感知和参与世界的模式中的作用。