从心理学解读人机交互.doc

从心理学解读人机交互不少人都翘首以盼，计算机会变得越来越聪明，在不 久的将来，它就能像人一样具有情感，与人进行自然、亲切 和生动的智能交互认知科学（Cognitive Science）是在心理学、计算机科学、 人工智能、神经科学、科学语言学、科学哲学以及其他基础 科学（如数学、理论物理学）共同感兴趣的界面上，即理解 人类的、乃至机器的智能的共同兴趣上，涌现出来的高度跨 学科的新兴科学认知科学试图依靠众多学科的共同努力， 理解心智的性质，可能的话，在此基础上制造出能思维的机 器而认知心理学由于关注和研究人的心智活动，在认知科 学中发挥着重要的作用认知心理学: 人脑与计算机类比认知心理学是 20世纪60 年代兴起的心理学研究取向， 它不仅研究心智活动的“软件”（即心智活动的过程，如人 对信息的编码、储存和提取），而且研究心智活动的“硬件” （即心智活动的结构，如认知功能的脑定位或脑机制），提 出了极富特色的理论，促进了对人类心智活动的细微剖析和 准确理解，成为现代心理学的主流方向信息加工系统（In formation-Processing System ）也被称 为符号操作系统(Symbol Operation System)或物理符号系 统(Physical Symbol System)。

一个完整的物理符号系统具有 信息的输入(Input)、输出(Output)、存储(Store)、复制(Copy)、建立符号结构(Build Symbol Structure)和条件性 迁移(Conditional Transfer)六种功能物理符号系统假设提 出，任何一个系统，如果能够表现出智能的话，就必能执行 上述六种功能; 反之，任何系统如果具有这六种功能，就能 表现出智能其推论自然是: 人具有智能，人一定是个物理 符号系统; 计算机是个物理符号系统，计算机一定能表现出 智能既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理符 号系统，那么我们就可以用计算机来模拟人的智能活动认 知心理学所做的，就是试图用物理符号系统假设中的基本规 律来解释人类复杂的心理现象心智的计算-表征理解( Computa-tional-Representational Understanding of Mind，简称CRUM)是一种对心智问题的 理解方式，认为对思维最恰当的理解是将其视为心智中的表 征结构以及在这些结构上进行操作的计算程序 心智表征 属于系统的内部状态，是相对于外部事件或事件的语义加以 界定的，是一种形式化的符号表达式; 而所有与系统有关的 语义内容，都依照深层的符号表达式及其变换的形式和符号 关系结构加以规定，这是一种物理符号操作，是一种计算。

表征与计算二者的关系密不可分，因为一定的计算总是建立 在一定的表征之上，表现为对表征的某种操作和转换; 而一 定的计算也总是会产生某种新的表征认知心理学研究心智结构和信息加工过程的方法主要 由四个步骤构成，即理论、模型、程序和平台一个认知理 论首先要假定一套表征结构和一套在这些结构上进行操作 的加工过程; 然后，通过与由数据结构和算法构成的计算机 程序进行类比，设计一个计算模型使得这些表征结构和过程 更为精确有关表征的模糊概念可以用准确的关于数据结构 的计算概念予以补充，而心理过程则可由算法来定义; 为了 测试该模型，必须用一种编程语言将其在一个软件程序中实 现; 最后，该程序应该可以在各种软硬件平台上运行实际 上，无论是信息加工取向对规则和搜索策略等进行的抽象的 串行的分析，还是联结主义取向强调的分布式表征和平行加 工，各种心智结构和信息加工过程均可采用上述方法进行研 究理论、模型、程序、平台一起构成了认知心理学的基本 研究构架大量研究都遵循着这个途径，并通过实验将各个 步骤贯穿起来情感计算: 人与计算机交互显然，情感交流是个复杂的过程，不仅受时间、地点、 环境、人物对象和经历的影响，而且有表情、语言、动作或 身体的接触。

情感计算研究试图通过不断加深对人的情感状 态和机制的理解，创建一种能感知、识别和理解人的情感， 并能针对人的情感做出智能、灵敏、友好反应的计算系统作者简介:傅小兰研究员，现任中国科学院心理研究所副所长，研究领域 为认知心理学，主要关注人的基本认知过程、信息加工动态 机制、知识表征、认知绩效以及人机交互中的心理与行为问 题担任脑与认知科学国家重点实验室副主任，中国心理学 会常务理事、副秘书长、中国人类工效学会理事、认知工效 学专业委员会副主任委员，全国人类工效学标准化技术委员 会副主任委员等情感计算研究有助于提高计算机感知情境，理解人的情 感和意图，做出适当反应的能力情境化是人与计算机交互 研究中的新热点在人与计算机的交互中，计算机需要捕捉 关键信息，觉察人的情感变化，形成预期，进行调整，做出 反应例如，通过对不同类型的用户建模（例如: 操作方式、 表情特点、态度喜好、认知风格、知识背景等），以识别用 户的情感状态，利用有效的线索选择合适的用户模型（例如， 根据可能的用户模型主动提供相应有效信息的预期），并以 适合当前类型用户的方式呈现信息（例如: 呈现方式、操作 方式、与知识背景有关的决策支持等）; 在对当前的操作做 出即时反馈的同时，还要对情感变化背后的意图形成新的预 期，并激活相应的数据库，及时主动地提供用户需要的新信 息。

情感计算是一个高度综合化的技术领域目前情感计算 研究面临的挑战仍是多方面的:（1）情感信息的获取与建模， 例如细致和准确的情感信息获取、描述及参数化建模，海量 的情感数据资源库，多特征融合的情感计算理论模型; （2） 情感识别与理解，例如多模态的情感识别和理解; （3）情感 表达，例如多模态的情感表达（图像、语音、生理特征等）， 自然场景对生理和行为特征的影响; （4）自然和谐的人性化 和智能化的人计交互的实现，例如情感计算系统需要将大量 广泛分布的数据整合，然后再以个性化的方式呈现给每个用 户情感计算有广泛的应用前景计算机通过对人类的情感 进行获取、分类、识别和响应，进而帮助使用者获得高效而 又亲切的感觉，并有效减轻人们使用电脑的挫败感，甚至帮 助人们理解自己和他人的情感世界计算机的情感化设计能 帮助我们增加使用设备的安全性，使经验人性化，使计算机 作为媒介进行学习的功能达到最佳化在信息检索中，通过 情感分析的概念解析功能，可以提高智能信息检索的精度和 效率在电子商务领域，在设计购物网站和股票交易网站等时 充分利用人的情感因素的作用，以改变客流量多模式的情 感交互技术能构筑更贴近人们生活的智能空间或虚拟场景， 而机器人、智能玩具、游戏等产业则能构筑出更加拟人化的 风格和更加逼真的场景。