Machine Intelligence: Artificial Emotions

This book is a comprehensive introduction to the research methods and related technologies of artificial psychology. After introducing the basic concepts, main contents and application fields of artificial psychology, artificial emotion and affective computing, it gives a detailed introduction to psychological modeling, emotional modeling, artificial brain, face recognition, face synthesis, expression recognition, behavior understanding, humanized information service system, digital virtual human technology, personal robot technology, and looks forward to the future research of artificial psychology. References to Artificial Psychology Research Chapter 2 Artificial Brain 2.1 Introduction 2.1.1 The concept of “artificial brain” 2.1.2 The technology and implementation of “artificial brain” 2.2 Basic knowledge of the brain 2.2.1 Overview 2.2.2 The basic organizational structure of the brain 2.2.3 The three parts of the brain 2.2.4 The difference and connection between the left and right brains 2.2.5 The structure and function of the left and right brains 2.2.6 The mechanism of coordinated work between the left and right brains 2.3 The role of event-related potentials in brain science research 2.3.1 The principle of extracting event-related potentials 2.3.2 The important role of event-related potentials in cognitive science and brain science research 2.4 Brain-computer interface (BCI) technology 2.4.1 Overview of BCI technology 2.4.2 The development history of BCI technology 2.4.3 Application fields of BCI technology 2.4.4 BCI brain-controlled robot technology 2.5 Circuit implementation of simple memory function of artificial brain 2.5 .1 Hopfield neural network 2.5.2 Circuit design 2.5.3 Circuit implementation process and experimental results References Chapter 3 Artificial emotion 3.1 Introduction 3.2 Emotion psychology 3.2.1 Basic emotion theory 3.2.2 Main components of emotion 3.2.3 Dimensional description of emotion 3.2.4 Basic emotions and compound emotions 3.3 Mathematical model of emotion computing and emotion formalization 3.3.1 Mathematical description of emotion 3.3.2 Several typical mathematical descriptions of emotion 3.3.3 Thinking on emotion quantification in psychology 3.4 Mathematical model of artificial emotion 3.4.1 International artificial emotion computing model 3.4.2 Emotion formalization method of artificial psychology 3.5 Issues to be solved in future research References Chapter 4 Face engineering 4.1 Face detection and tracking technology 4.1.1 Face detection 4.1.2 Face tracking method 4.1.3 Extraction of facial features 4.2 Expression recognition technology 4.2.1 Expression recognition method 4.2.2 Face feature detection and expression recognition 4.3 Face synthesis technology 4.3.1 Overview 4.3.2 Implementation of facial expression animation in VC environment 4.3.3 Implementation and results of animation References Chapter 5 Image understanding technology of human psychological behavior 5.1 Introduction 5.1.1 Human motion analysis based on vision 5.1.2 Motion detection 5.1.3 Target classification 5.1.4 Human tracking 5.1.5 Understanding and description of behavior 5.2 Human detection and tracking technology 5.2.1 Overview 5.2.2 Region-based human motion tracking 5.2.3 Hierarchical block matching multi-target tracking method based on wavelet transform 5.2.4 Feature extraction and tracking of moving objects 5.2.5 Target recognition and classification 5.2.6 Estimation of motion state of moving objects 5.2.7 Application of Kalman filter in object motion tracking 5.2.8 Detection and tracking of moving objects Implementation of the prototype system 5.3 Fatigue detection and gaze tracking technology 5.3.1 Detection of dozing off during fatigue driving 5.3.2 Gaze tracking technology References Chapter 6 Personalized product shopping guide system based on artificial psychology 6.1 Internet-oriented personalized intelligent product shopping guide space 6.1.1 The origin of the concept of personalized space 6.1.2 The current status of research in the field of intelligent interaction at home and abroad 6.1.3 The structure and function of personalized intelligent product shopping guide space 6.1.4 The network platform construction method of personalized intelligent product selection system 6.2 Design of personalized interaction system database 6.2.1 HSV color model and quantification method 6.2.2 Characteristics and design concept of clothing products 6.2.3 Establishment of clothing product feature library 6.2.4 Establishment of customer emotion database 6.2.5 Experimental results and analysis 6.3 Establishment of online intelligent inference engine of personalized interaction system 6.3.1 Using genetic algorithm to build 6.3.2 Building customer psychological model using artificial neural network 6.4 Offline inference machine modeling based on RBF neural network 6.5 Modeling and application of the correspondence between color and artificial psychology 6.5.1 Research on color psychological effects and collection of experimental data 6.5.2 Modeling method of the correspondence between color and artificial psychology 6.5.3 Design of algorithm for applying color psychological effect model in personalized consulting system 6.6 Comprehensive inference of customer purchase results - application of Bayesian network method 6.6.1 Theoretical basis of Bayesian network 6.6.2 Design of Bayesian network structure 6.6.3 Experiment and result analysis 6.7 Computer system for clothing selection that meets personalized psychology 6.7.1 Registration and login of personalized intelligent commodity selection system 6.7.2 Implementation of personalized intelligent interactive system 6.7.3 Private dressing consultation service 6.7.4 Construction of virtual fitting room service References Chapter 7 Digital Virtual Human Technology 7.1 Virtual Human Technology 7.2 Virtual Reality Technology 7.2.1 Overview 7.2.2 Introduction to Mainstream Technologies 7.2.3 Related Technologies and Algorithms for 3D Face Modeling 7.3 Development Direction of Virtual Digital Humans 7.4 Emotional Virtual Human System 7.4.1 Text Processing and Generation of Answers 7.4.2 Application of Bayesian Network for Personalized Modeling 7.4.3 Conversion from Emotion to Affect 7.4.4 Synchronization of Emotion and Expression 7.4.5 Personalized Design of Emotional Virtual Human 7.5 Design and Implementation of Emotional Virtual Human in Human-Computer Interaction System Based on 3D Face Modeling 7.5.1 Overall Design of Emotional Virtual Human System 7.5.2 Implementation of 3D Face Model of Emotional Virtual Human 7.5.3 3D Face Modeling Based on Candide Model 7.5.4 Transformation of Face Model 7.5.5 Motion Calculation of Facial Expression 7.5.6 Texture Mapping 7.5.7 Emotional Virtual Human Expression synthesis 7.6 Result analysis of emotional virtual human system 7.6.1 Initialization of emotion model 7.6.2 Implementation and result analysis of emotion interaction system References Chapter 8 Personal service robot technology 8.1 Service robot 8.1.1 Overview 8.1.2 Personal robot technology 8.1.3 Emotional robot 8.2 Robot experimental platform 8.2.1 Main technologies of emotional robot 8.2.2 System structure of robot 8.2.3 Division of robot system modules 8.3 Technical implementation of robot experimental system 8.3.1 Implementation of robot speech recognition 8.3.2 Implementation of robot speech synthesis 8.3.3 Implementation of robot vision 8.3.4 Implementation of face detection 8.3.5 Implementation of upper and lower computer communication 8.3.6 Implementation of robot emotional interaction 8.3.7 Experimental results 8.4 Robot emotional information processing 8.4.1 Speech emotional information processing 8.4.2 Expression information 8.4.3 Other emotional information processing 8.4.4 Emotional information fusion 8.4.5 Expression of robot emotional behavior 8.5 Application of artificial psychology in robot experimental system References Chapter 9 Future research 9.1 Artificial psychological model based on Maslow\'s hierarchy of needs 9.1.1 Human-computer interaction structure model 9.1.2 Basic physiological and safety model 9.1.3 Emotional model 9.1.4 Learning model 9.2 Research on artificial psychological model based on consciousness 9.2.1 Basic concepts of consciousness 9.2.2 Information processing mechanism of the human brain 9.2.3 Model establishment 9.2.4 Implementation of system simulation 9.3 Nonlinear mathematical description of emotions 9.3.1 Nonlinear characteristics of emotions 9.3.2 Reasons why nonlinear dynamic theory can be used for emotion modeling 9.3.3 Concept and difficulty of applying nonlinear dynamic theory to emotional system 9.4 Construction of artificial psychological research platform References Appendix Abbreviations