当安吉丽卡·林(Angelica Lim)烤杏仁饼时，她有自己的厨房帮手——直树(Naoki)。她的助手只擅长重复的工作，比如筛面粉，但他让工作变得更有趣了。直树非常可爱，只有不到两英尺高。他大部分是白人，带着蓝色的高光，耳朵应该在的地方有扬声器。让他露出惊讶表情的小圆嘴其实是摄像机，而他的眼睛则是红外线接收器和发射器。
“我只是喜欢机器人，”林博士说。日本京都大学智能科学与技术系学生。她使用来自巴黎Aldebaran Robotics的机器人来探索机器人如何表达情感和与人互动。当林吹奏长笛时，直木（他名字中的日文字符大致翻译为“不仅仅是一台机器”）在特里明或摇蛋器上陪伴她。她相信，机器人同伴们分享我们的家园和生活不会太久。
当然，直树不懂笑话，也不喜欢音乐，也不为饼干流口水。虽然我们可以把人形机器人称为“他”，但我们知道它只是金属零件和电路板的集合。当我们对着Siri大喊大叫或对着桌面骂人时，我们并不真的相信他们是故意装傻的。他们当然不会对我们的挫折做出反应；机器无法理解我们的感受。
至少我们愿意相信这一点。我们通常认为，拥有情感和读懂他人情绪的能力是人类的特征。我们不指望机器知道我们在想什么或对我们的情绪做出反应。我们感觉比他们优越，因为我们有情绪，而他们没有。不管他们有多快，多有逻辑，敏感的人类还是会战胜机器:情绪化的大卫·鲍曼击败了善于计算的HAL 9000《2001太空漫游，绝望的莎拉·康纳战胜了终极杀人机器《终结者》．从McCoy博士谴责无情的斯波克是一个“绿色的不人道”《星际迷航》对于围绕着罪犯的冷酷而展开的道德推理，我们把情感作为身份的核心。
特殊而不可理解，除了我们——我们的奇想和幻想使我们成为人。但我们的想法可能是错误的。情感远非人类某些无法解释的、虚无缥缈的品质，它可能只不过是对环境变化的一种自主反应，是作为一种生存反应而被进化编入生物硬件的软件。
纽约大学神经科学中心的神经科学家约瑟夫·勒杜（Joseph LeDoux）用存在于所有生物中的“生存回路”来描述情感。一种生物体，像变形虫一样简单，或像人一样复杂，对环境刺激的反应方式使其更有可能生存和繁殖。刺激翻转开启了生存回路，促使行为增强生存能力。以特定模式放电的神经元可能会触发大脑命令肾上腺素的释放，从而使心跳加快，激发动物奋战或逃离危险。莱杜说，这种身体状态是一种情感。
罗切斯特大学(University of Rochester)心理学助理教授梅丽莎·斯特奇-阿普尔(Melissa Sturge-Apple)同意情绪与我们的生存有关的观点。“它们是对环境线索的一种反应，组织你的行动，”她说。“如果你感到害怕，你可能会逃跑。如果你从吃东西中得到乐趣，你可能会吃得更多。你做的事情都是为了生存。”人类的生存工具中最关键的就是交流——情感通过同理心的使用帮助促进交流。
根据这一推理，每一个对生存感兴趣的生物都会以某种形式表现出来，尽管可能与人类的方式并不完全相同。当然，任何一位宠物主人都会告诉你，狗有情感体验。LeDoux认为，我们称之为情感的东西是我们对这些情感状态的有意识的解释和描述。其他类型的情感，如内疚、嫉妒或骄傲，他称之为“更高层次或社会情感”
麦克伦南说:“我认为，任何能够做出人类规模的机器人所能做出的决定的东西，它们都不可避免地会有意识。”
我们也开始明白我们如何表达情感的机制与情感本身紧密相连。通常，它们决定了我们的感受。微笑会让你更快乐，即使这是因为肉毒杆菌把你的脸冻成一个邪恶的模仿者，作家埃里克·芬兹在他最近的书中说情感的面孔. 相反，面部肌肉被肉毒杆菌注射固定的人不能反映其他人的表情，也没有那么多同理心。似乎没有机械，没有情感。
但是如果我们的情感状态确实是机械的，那么它们是可以被检测和测量的，这就是情感计算领域的科学家们正在研究的。他们希望机器能够像我们显示和检测我们的感觉一样，通过从我们的声音、脸甚至走路的方式捕捉线索来解读一个人的情感。计算机科学家和心理学家正在训练机器来识别和响应人类的情绪。他们试图将情感分解为可量化的属性，具有可描述的机制，以及可测量和分析的数量。他们正在研究一种算法，当患者试图隐藏自己的真实感受时，这种算法可以提醒治疗师，而计算机可以感知并响应我们的情绪。有些人正在将情感分解成数学形式主义，并将其编程到机器人中，因为受恐惧、快乐或欲望驱动的机器可能会做出更好的决定，更有效地完成目标。
罗切斯特大学(University of Rochester)电子与计算机工程教授、Sturge-Apple合作伙伴温迪·海因兹尔曼(Wendi Heinzelman)正在开发一种算法，根据说话者的声音品质检测情感。Heinzelman向计算机输入演员试图表达特定情感时录制的语音样本，并告诉计算机哪些片段听起来快乐、悲伤、愤怒等等。计算机测量录音的音调、能量和响度，以及能量和音调从一个时刻到下一个时刻的波动。更多的波动意味着更积极的情绪状态，如快乐或恐惧。计算机还能追踪所谓的共振峰，这是一种受声道形状影响的基频带。如果你的喉咙因为生气而发紧，它会改变你的声音——电脑可以测量到这一点。有了这些数据，它就可以进行统计分析，找出不同情绪之间的区别。
Neal Lathia是英国剑桥大学计算机实验室的博士后研究员，他正在研究一种应用于Android手机的情感感应软件，它能听人说话，并以类似的方式搜寻其情感内容。例如，它可能决定演讲者有90%的几率是快乐的，并报告说，“从纯粹的统计角度来看，你听起来最像这个声称自己在表达快乐的演员，”拉提亚解释道。
像莱西亚和海因兹尔曼一样，林认为情绪表达有某些可识别的特性，当我们在动物的行为或歌声中发现这些特性时，我们会将相关的情感归因于它。她说:“我对我们如何检测其他事物的情绪更感兴趣，比如音乐或小狗跳来跳去。”例如，为什么我们要把悲伤归因于一段特定的音乐?“这种音乐本身并没有什么悲伤之处，所以我们如何从中提取悲伤呢?”她使用了四个参数:速度、强度、规律性和程度——物体是小是大，是软是响。愤怒的言论可能是快速、大声、粗暴和断断续续的。一段愤怒的音乐也是如此。如果一个人走路速度适中，步伐正常，不到处跺脚，人们可能会认为他很满足，而如果一个人走路缓慢，步子小，步伐不规则，可能会显示出他很悲伤。林姆的假设尚未得到验证，即母亲通过言语和面部表情的速度、强度、规律性和程度等特性向婴儿传递情感，因此人类学会将它们视为情感的标志。
目前，研究人员正在研究一组有限的情绪，以便让计算机更容易区分它们，因为喜悦和欢乐或愤怒和轻蔑之间的区别是微妙而复杂的。“你得到的情绪越多，就越难做到这一点，因为它们非常相似，”Heinzelman说，他专注于六种情绪:愤怒、悲伤、厌恶、快乐、恐惧和“中性”。她说，对于寻求一种方法来衡量患者的一般心理状态的治疗师来说，将他们分为这些一般类别可能是所有必要的。
当然，声音并不是人们传达情感状态的唯一方式。情感与行为计算教授、伦敦帝国理工学院(Imperial College London)智能行为与理解小组(Intelligent Behavior and Understanding Group)负责人Maja Pantic使用计算机视觉捕捉面部表情，并分析它们传达出的情感。她的系统跟踪各种面部运动，比如眉毛的升降，嘴巴周围肌肉或眼睛的运动。它可以根据微笑形成的速度和持续的时间来区分真诚的微笑和礼貌的微笑。Pantic已经识别了45种不同的面部动作，其中30%的情况下，她的电脑有80%的时间可以识别。其余的则被计算机二维视觉的局限性和其他障碍所掩盖。诸如转向不同方向、咬紧牙关和磨牙等动作——这些可能表示感觉的动作——对它来说很难识别。大多数情绪识别系统在实验室里都工作得很好。在条件不完善的现实世界中，它们的精确度仍然很低，但正在提高。Pantic说:“我相信在几年内，也许是五年内，我们将拥有可以在野外进行分析的系统，也可以在无人监督的情况下学习新的模式。”
随着情绪被简化为其组成部分、记录和分析，将其输入机器成为可能。这个项目的价值似乎很简单：由此产生的机器人将与人类进行更丰富、更有趣、更有趣的互动。林希望，在未来，直木如何移动以及如何扮演theramin能够让它表达自己的情感状态。
但工程师们对情感机器人感兴趣还有更深层次的原因。如果情感能帮助生物生存，那么它对机器人也能起到同样的作用吗?一个智能代理——一个机器人或一个软件——可以对其环境做出反应，产生情感，可以迅速做出决定，就像一个人看到自己的房子着火了，丢下所有东西逃跑一样。荷兰乌得勒支大学(University of Utrecht)计算机科学教授迈赫迪·达斯塔尼(Mehdi Dastani)说:“情绪会让你的注意力集中。”“你的注意力从你正在做的事情转移到了一个更重要的目标上，比如拯救你的生命。”
Pantic说:“我相信在几年内，也许是五年内，我们将拥有可以在野外进行分析的系统，也可以在无人监督的情况下学习新的模式。”
达斯塔尼正在为智能代理提供他所谓的“情感逻辑”，一种对22种不同情感状态的形式化描述，如怜悯、幸灾乐祸、怨恨、骄傲、钦佩、感激等。他解释说，机器人可以使用它们来评估它朝着目标所取得的进展。一个不动感情的机器人，被引导从A点到B点，可能会撞上其路径上的障碍物，然后继续撞上它。一个拥有情感的智能代理可能会因为缺乏进展而感到悲伤，最终会放弃并去做其他事情。如果机器人感到高兴，那就意味着它离目标越来越近了，它应该坚持到底。但如果它感到沮丧，它可能不得不尝试另一种策略。机器人的情绪提供了一种解决问题的策略，计算机科学家称之为启发式，这是一种像人类一样自己发现和学习事物的能力。Dastani说：“情感是一种进化上建立的启发式机制，它介入理性决策，使决策更有效。”。
但机器真的有情感吗?德国不来梅雅各布斯大学(Jacobs University)情绪、认知和社会背景小组负责人、心理学教授阿维德·卡帕斯(Arvid kapas)认为，这又回到了对情绪的定义上。根据某些定义，即使是一个主要依靠本能运作、没有理解或描述自己感受的认知能力的人类婴儿，也可以被称为没有情绪。根据其他定义，这一特征存在于所有种类的动物中，大多数人愿意将情感归因于与人类非常相似的生物。那么，他相信电脑可以是情绪化的吗?“当然，像鳄鱼一样情绪化。像鱼一样情绪化，是的。像狗一样情绪化，我能看出来。”
但是机器人会有和我们一样的感觉吗?卡帕斯说:“它们很可能是机器情绪，而不是人类情绪，因为它们有机器身体。”情感与我们作为物质存在的自我感觉紧密相连。一个机器人可能有这样的感觉，但它将是一个非常不同的自我，没有心脏和电池仪表，而不是胃。事实上，一个处于节电模式的机器人可能会梦到电子羊。这就引发了道德问题。当Roomba恳求不要让它的电池耗尽时，人类有什么责任呢?当查理S6出来的时候，你对机器人查理说什么，你想把旧的型号送去回收厂?
一个拥有情感的智能机器人可能会因为缺乏进步而感到悲伤，最终会放弃并做其他事情。
“如果人类要与机器人互动，思考机器人是否会有感觉以及在什么条件下，这真的很重要，”田纳西州大学诺克斯维尔分校计算机科学副教授布鲁斯·麦克伦南(Bruce MacLennan)说。麦克伦南今年夏天将在国际计算与哲学协会(International Association for Computing and Philosophy)上发表一篇关于未来机器人的道德对待的论文。麦克伦南认为，这不仅是一个哲学问题，而且是一个可以用科学方法解决的问题。他建议尝试将情绪分解成他所谓的“原始现象”，即导致情绪的物理效应的最小单位。他说:“原始现象是如此微小，人们通常不会将其作为意识体验的一部分意识到。”应该有一些基本的物理量，科学可以测量，因此，复制机器。
麦克伦南说:“我认为，任何能够做出我们希望人形机器人做出的那种决定的机器人，都不可避免地会有意识。”而且，勒杜认为，既然人类的意识驱动着我们的情感体验，这可能会让机器人真正体验到情感。
麦克伦南说：“在我们被迫面对机器人是否具有与人类相当的情感这一问题之前，可能需要几十年的时间。”。“我不认为它们是需要立即回答的问题，但它们确实阐明了我们对自己的理解，因此它们很好地解决了问题。”他认为，与情感机器人共存，可能会产生深远的影响，就像一个文明与另一个文明相遇，或者人类与外星智能接触一样。我们将被迫面对这样一个问题：我们的感觉是否有什么特别之处，如果没有，我们是否有任何特别之处。“这可能会让我们更加关注人类的人性，”他说，“面对在某些方面与我们如此相似的事物，但在其他方面却是完全陌生的。”
尼尔·萨维奇(Neil Savage)是马萨诸塞州的自由科技作家。他的故事自然关于人造舌头的研究获得了美国记者和作家协会的奖项。他还为老年人写过关于陪伴机器人的文章自然,电子蜘蛛丝IEEE光谱,和仿生四肢发现。要查看他的作品，请访问www.neilsavage.com。
