多伦多大学应用心理学和人类发展系教授Kang Lee:很难利用缺乏情商的AI系统来改变生活

  2019年5月24-25日,第三届AIAED全球AI智适应教育峰会召开。“人工智能+”这两年快速兴起,其中人工智能和教育因为其天然的结合基础,获得了快速融合发展。为了更好地推动人工智能教育产业的发展,打通行业信息流动通道,推动全球的科研机构、投资机构、教育机构形成合力,36氪联合乂学教育-松鼠AI等产业链头部机构举办第三届AIAED全球AI智适应教育峰会,旨在“在全球普及人工智能教育,推动人工智能技术对教育的改变和发展,为了人类更好的教育公平性和教育成果做出贡献”。

  人工智能的概念已经非常普及,各行各业都在通过技术降低成本和提高运行效率,但随着风口的热度逐渐退去,也暴露出了许多的问题,比如深度学习的数据量和语义识别水平难以满足最基本的需求。多伦多大学Kang Lee认为,教育和学习是一个非常需要情绪和情商的场景。他提出了AAI的概念——情感人工智能。AAI能够检测、解释和模拟人的情感,能够帮助和更好地利用人工智能并妥善的改变人们的生活。

  以下是经整理后的演讲全文:

  大家好!我是多伦多大学的Kang Lee,我是一个神经学科学家,过去一直研究小朋友怎么学会说谎的,今天我重点讲一下情感人工智能,因为儿童的说谎跟情感人工智能关系很紧密。

  AI已经应用在我们的生活的方方面面,包括手上、家里,现在又到了我们的教室中。可是现在的AI有一个非常大的问题,就是目前的所有的AI系统可能智商很高,但是情商非常低,它的情商达不到一个两岁儿童的水平。

  举个例子,这是一个很有名的苹果Siri的问题:

  Siri:“用户我能帮你什么忙?”

  用户:“我想从桥上跳上去。”

  Siri:“我在附近找到七座桥。”

  人工智能的系统没有情商的话,它很难在生活中被真正利用起来并改变生活,特别是在教育场景中。教育和学习其实是一个非常需要情绪、需要情商的地方,所以要怎么样改变这种情况呢?——需要情感人工智能。在AI前面要再加一个A,就是AAI。情感人工智能其实是智能社会,能够检测、解释和模拟人的情感的能力。

  第一个要解决的问题就是看情感人工智能是否可以检测人的情感问题。但如何解决呢?我认为需要跟心理学家和神经科学家共同解决这个问题。

  心理学家和神经科学家在过去一百多年已经发现了很多神经心理学和脑成像的方法,但他们非常不方便且非常昂贵,所以不太可能在日常生活中用起来,也不适用于学校场景。目前还有还有一个解决方案就是用计算机视觉的办法来探测人的脸部表情,苹果手机已经可以使用相关程序来自动精准的探测人的脸部情绪。但它有一个非常大的弱点就是人类在大部分时候脸部没有表情,只有7%的时候脸部有表情,93%的时候没有。如果你用一个情感人工智能系统只是靠脸部表情来解决这个问题的话,你就解决不了真正的问题,因为还有93%的情况是这种设备不能解决的。

  比如在教室里大家可能以为小朋友的脸部表情是这个样子的,但其实不是这样,这是他们真正的脸部表情——没有表情。但一个没有表情的小孩子并不是说他内心没有很丰富的情绪活动,所以在过去五六年中我一直在思考怎么去解决这个问题。

  我们发明了一种新的成像方法,叫血谱光学成像技术。这是我的儿子,99%的时候他的脸部表情是这样的,包括说谎的时候,但是他内心的情绪活动却非常丰富。我一直想怎么样才能知道我儿子内心的情绪,比如他是不是在说谎?我想到的方法是:我们知道人的面部其实有非常丰富的血管,我们在体验不同的情绪的时候,脸上的血管会发生非常微妙的变化,这是由自主交感神经系统控制的,不能为大脑皮层所控制,所以他会反应你内心真正的情绪,如果我能够把这种微妙的血流变化探测到的话,我就可以知道这个小朋友心里的情绪活动。

  这个技术好像还不是太难,因为我们发现灯光打到脸上的时候并不是直接就反射出去了,而是穿透了表皮到了皮下。皮下有两种非常重要的蛋白质,一种是血红蛋白,是红颜色的,还有一种血色素是棕色的,两种蛋白也不同。灯光进去以后就反射回来,之后我们拿一个一般的手机上的摄像头,把这两种信息提取出来,再通过信号处理和机器学习把这两种信息分开,把色素的信息扔掉,把血红蛋白的信息留下来。现在这是通过血谱光学成像用肉眼看到的我儿子这一刻脸上血红蛋白分布的情况,在拍录像的时候,一般至少每秒30帧,把30帧的成像连起来,就可以看到我儿子的脸部血谱的变化,通过这个了解到一个人内心情绪的活动,这是生理的活动。

  我们把这个技术变成了一种云端上的服务,大家可以用手机、电脑或者监控设备等利用这些程序实时对生理、心理和情感信息进行编码。

  这是跟我一起发明的成员,我们非常自豪的事情是通过运用这项技术对历史上的重点视频进行分析。比如美国总统和他下属的视频中可以发现他的心率、呼吸和心理压力的变化,也可以知道美国足球运动员在回答有没有杀了他的前妻和前妻的男朋友的时候可以分析他的情绪变化。在过去三年中,通过对比一些科学设备,我们发现这个技术可以对人的心率、血压和呼吸进行非常精准的判断,而这个技术在世界上没有任何人能够做到这点的。

  这项技术可以帮我们知道自己的身高、体重、BMI、性别以及心血环境面对的风险,最近我们还在研究是否可以看到我们的血管硬度、心率是不是失常、心房是否有颤动;在心理学方面,我们可以非常精准的判断人的心理压力及内心情绪的变化,尽管你脸上没有表情;93%的情况下我们能知道对方的情绪是正面的还是消极的还是中性的,还可以判断出是快乐的、悲伤的还是厌恶的。85%的情况下我们还可以撒谎,我们发现有一个很有趣的匹诺曹现象——说谎的时候尽管人的鼻子不会真多长出来,但是血流是上升的,所以这项技术将来是可以做测谎仪的。

  过去12年我们通过这项技术在解决医疗健康方面的事情,我们认为这是一个很大众的技术,可以运用到探测抑郁症、焦虑症的开发和风险控制等方面。今年,我们要解决的是安保问题,我们现在也开发了一些风险管理的应用,还有一个是市场研究的应用,但是我最关心的是是教育,如何把这个技术用到教育的AI当中,让我们的教育AI系统既有智商又有情商。下面举几个例子,怎么样用起来?

  这是我们在学校里的场景,我一个朋友在上数学课,我把技术运用到他的教室里,能清楚的看到他在上数学课的时候哪些小朋友心里不紧张,哪些小朋友心里紧张,同时也可以发现哪些小朋友注意力不集中。我们在中国的一个大学也尝试了一下,把摄像头放到学校老师方向的时候,马上就知道这个同学的心理变化,心理压力、情绪、血压、心跳等的变化,实时显示出来。

  还有一个应用场景是网络教学。现在我主要是通过网络授课,通过这个技术可以分析到我的学生在听我上课时的情绪是什么样子的,他有没有听懂?讲课的时候哪个地方有问题?他是不是乏味了?诸如此类的事情我都可以知道。

  同样的,这项技术也可以作用在老师的生理和心理活动上,与学生的同时演示出来。这样就可以知道这个老师上课上的好不好,这个学生听课听的好不好,这个老师和这个学生是不是很匹配,这个可以帮助学生找到更好的老师,给老师找到更好的学生。

  如果一个学生遇到了心理问题,传统的解决方式是去找心理咨询中心,而且需要提前预约,有时候甚至需要等待几个星期才能见到医生。而现在则可以通过远程的方法让心理医生与跟学生们直接沟通,过程中就可以对这个人的心理情况、情绪、心理压力和血压、呼吸等同时作出分析和判断。

  上面是遇到了问题的解决方案,那平常如何预防呢?我们开发了一个Anura,目前能同时检测心理压力和心率的变化,未来我们增加血压、呼吸等,用来预测抑郁症和焦虑症的风险等。我们希望把这个技术运用到大学中,当所有的大学生都用这个APP时,就能给学校的领导提供该校的“心理气象图”,知道整个大学中哪个区域的学生心理压力最高,哪个区域的学生心理压力最低,而且哪个时刻是这样的。

  在美国和中国,学生的安全问题是非常重要的。有人可能跑到学校门口去砍杀或误杀某个孩子,我们与国内的一家安防公司合作,在学校门口放上摄像头,监测哪些人可能对小朋友有不良的攻击倾向。通过监测,可以很快当反应对方的心理压力、情绪和心率等,而且是非常实时的。

  这项技术还可以运用在考试前评估学生的心理压力,而心理学反应如果心理压力太低和心理压力太高都不太好,我们可以用这个信息告诉学生,你的心理压力太低的时候就提高一点,你的心理压力太高的时候降下来一点。这项技术的另一个好处是可以预警那些孩子有作弊倾向。

  最后分享一下我的梦想。不久的将来,也许就在中国,我们可以开发出既有情商又有智商的机器人,它帮助我们的小学生们学习,而且帮助老师和家长学习,如果能实现的话一定可以帮助未来的教育更好的发展。

  这是我们合作了好多年的朋友,是日本大阪大学的教授,他是世界上第一个开发类人机器人的研究科学家,在20年前他造了一个跟他自己长的一模一样的类人机器人。而我的另一个梦想是希望在不久的将来也做这么一个类人机器人,他看上去像我,但是情商、智商比我高,他在多大上课,而我就在全世界游山玩水。

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