具有情感的智能虚拟主体研究

摘要

人类不仅具有逻辑推理的能力，而且具有产生、控制和表达情感的能力。在人工智能赋予计算机逻辑推理能力之后，如何赋予计算机情感成为一个重要的研究问题。也就是在计算机具有理性思维和逻辑思维的“脑”的基础上，使计算机具有富有感情的“心”。赋予计算机人类情感能力的研究，不仅对于建立和谐人机交互环境，达到“以人为主导”具有重要作用，而且也能使计算机具有更高的、更全面的智能。 智能虚拟主体是完全由计算机生成，用来模拟现实世界中真实的人或其他有生命物体的行为和动作的图形实体。将情感赋予智能虚拟主体的研究，将使得智能虚拟主体能够根据虚拟世界中的环境和与用户的交互行为产生相应情感，对决策和行为施加影响，从而使其行为表现更加的可信。 本文在充分研究了智能主体和情感理论的基础上，提出了一个具有情感的智能虚拟主体结构，包括感知模块、认知模块、内部变量模块、情感模块和行为模块，这些模块集成为一个整体。本文首先对各个模块的功能和实现技术进行了概括，指出本文的研究重点在情感模块和行为模块。定义了虚拟智能主体的个性、情感和情绪的计算模型和它们之间的相互影响模型。建立了基于两种情感产生理论的情感产生模型，使得智能虚拟主体能够根据感知信息产生快速的反射式情感或经过认知推理产生认知式情感。本文提出了基于强化学习理论的智能虚拟主体自主行为模型。将情感因素加入到行为模型中，使得智能虚拟主体的行为决策同时受到认知和情感状态的影响，从而能够产生更加类人的行为表现。本文最后建立了一个交互式的电子宠物系统，将提出的结构应用于其中的宠物狗。在用户与宠物狗的交互过程中，宠物狗表现出了比一般电子宠物狗相比更加生动的行为动画，从而验证了本文所提出结构的合理性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图索引、附表索引

声明

1.1研究背景和意义

1.2情感理论

1.2.1生理反应理论

1.2.2认知评价理论

1.3国内外研究现状

1.3.1基于生理反应理论的情感模型

1.3.2基于认知评价理论的情感模型

1.3.3基于多种理论的情感模型

1.3.4人工心理

1.4情感智能虚拟主体的应用

1.4.1教学应用

1.4.2交互式的戏剧和虚拟环境

1.5本文的主要工作和论文结构

第2章具有情感的智能虚拟主体结构研究

2.1智能虚拟主体理论

2.2本文所依据的情感理论

2.2.1条件性情感反射理论

2.2.2认知评价情感理论

2.3情感智能虚拟主体结构

2.3.1感知模块

2.3.2内部变量模块

2.3.3认知模块

2.4小结

第3章模糊逻辑和强化学习理论

3.1模糊逻辑

3.1.1模糊集合及其隶属度函数

3.1.2模糊逻辑

3.1.3模糊推理系统

3.2强化学习

3.2.1强化学习概述

3.2.2 Q学习

3.3小结

第4章智能虚拟主体的情感模型设计

4.1个性、情感、情绪的计算模型

4.1.1个性模型

4.1.2情感模型

4.1 3情绪模型

4.2个性、情感和情绪的相互影响

4.2.1个性、情感、情绪的相互影响模型

4.2.2个性-情感影响计算方法

4.2.3情感-情绪影响计算方法

4.3情感产生模块

4.3.1反射式情感产生

4.3.2认知式情感产生

4.4情感衰减模型

4.5小结

第5章智能虚拟主体的自主行为模型设计

5.1本章概述

5.2行为的层次结构

5.3行为选择机制

5.3.1设计理论基础

5.3.2基于强化学习的行为选择模型

5.3.3行为选择的具体算法

5.4行为控制

5.5小结

第6章智能虚拟主体系统实现

6.1本章概述

6.2系统功能

6.3系统模块划分

6.4系统开发环境

6.5原型系统及其结果分析

6.5.1宠物狗个性特征设定界面

6.5.2系统运行界面及其结果分析

6.6小结

结 论

参考文献

致 谢

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