情感机器人的情感运算系统

数理情感学认为，情感的本质是人脑对于价值关系的主观反映，因此在本质上讲，情感机器人就是能够进行价值运算与价值运行的机器人。情感识别的本质就是价值识别，情感表达的本质就是价值表达，情感运算的本质就是价值运算。情感运算系统可以分为几大部分：价值分析器、价值率计算器、价值综合器、价值观数据库、价情转换器、情感数据库、需要数据库等。此外，与情感运算系统相衔接的关联系统主要有：认知系统、情感表达系统、情感识别系统、行为适配器等。

一、价值分析器

（一）价值

世界上有一种特殊的事物，那就是人类主体，这是一种有生命的事物；而要维持人类主体的生存与发展，需要一种特殊的事物属性，那就是价值。事物属性的本质就是事物与事物之间的联系方式。价值是一种特殊的事物属性，它反映了事物与人类主体之间的联系方式。由此给出“价值”的哲学定义（它不同于价值的物理学定义）。

价值的哲学定义：事物与主体生存之间的联系方式，就是价值。

这里要注意：“主体生存”不同于“主体”，事物与主体之间的联系方式并不是价值，而是另一种事物，只有事物与主体生存之间的联系方式才是价值。价值是一种特殊的事物属性，它是一种与人类主体的生存相联系的关系属性，因此价值并不是事物的独立属性。

事物与价值之间的逻辑关系，如下图所示：

（二）价值属性

事物的价值属性主要有七种：

1、价值量度。许多的具体事物都有确定的物理量度或价值量度，如1公斤大米、1件衣服、1元钱等。

2、价值类别。价值可分为六大类：代谢性价值、温饱类价值、安全与健康类价值、个体性生产价值、人尊与自尊类价值、社会性生产价值。而且每一个价值大类，又可分为若干个小类。

3、价值时间。事物的价值作用过程通常有一个时间周期，这对于计算事物的价值率是必须的条件之一。

4、价值成本。任何事物作用于人类主体的过程，将会耗费一定的价值量，这对于计算事物的价值率是必须的条件之一。

5、价值收益。任何事物作用于人类主体的过程，同时也会产生一定的价值收益，这对于计算事物的价值率是必须的条件之一。

6、价值客体。任何事物在产生价值作用的过程中，总需要一定的对象作为价值承担的客体。

7、价值主体。任何事物在产生价值作用的过程中，总需要一定的对象作为价值运行的主体。

（三）价值分析器的基本组成

价值分析器主要有以下几个部分组成：价值量度分析仪、价值类别分析仪、价值时间分析仪、价值成本分析仪、价值收益分析仪、价值客体分析仪、价值主体分析仪。

价值分析器的数据来源主要是认知系统。价值分析器所得的的数据结果将输送至“需要数据库”、“价值综合器”、“价值率计算器”。

价值分析器的逻辑框图如下所示：

二、价值率计算器

事物的价值率取决于三个价值因素：价值收益、价值成本、价值时间，价值系统在时间Ｔ内所产出价值量Ｑ_o与投入价值量Ｑ_i之比值称为价值率，用Ψ来表示，即

                    Ψ＝Ｑ_o/(Ｑ_i×Ｔ)                    

价值观是人脑对于事物价值率的主观反映值，通过价值分析器，可以掌握每个事物的三大价值要素：价值收益、价值成本、价值时间，从而计算出每个事物的价值率，这就为构建事物的价值观数据库提供了信息来源。

因此，价值率计算器的数据来源主要是：价值收益分析仪，价值成本分析仪、价值时间分析仪。价值率计算器所得的数据结果将输送至“价值综合器”。

价值率计算器的逻辑框图如下所示：

三、价值综合器

人类的评价过程是一个不断从低层次评价向高层次评价的发展过程，因此，要想对评价的层次结构进行充分了解，就必须首先对价值的层次结构进行充分了解。

（一）价值事物

归纳起来，价值事物可分为四个基本层次：价值属性、价值整体性、价值规律性和价值系统性。

价值事物的层次结构如下图所示：

（二）价值命题

人脑对于价值事物（即特殊事物）的主观反映并通过第二信号系统表现出来的形式，就是价值命题。价值命题也可以分为四个基本层次：价值印象、价值概念、价值定律（或社会定律）与价值理论（或社会理论）。

价值命题的层次结构如下图所示：

价值命题与价值事物之间的对应关系，如下图所示：

价值综合的本质实际上就是对于价值事物的总结与归纳，主要有价值印象、价值概念、价值定律价值理论等四个层次的评价（即四个层次的价值命题），它们分别是对价值属性、价值整体性、价值规律性和价值系统性等四个层次的价值事物所产生的主观反映。

（三）价值综合器的组成结构

根据以上的分析结论，由于价值事物可分为四个基本层次：价值属性、价值整体性、价值规律性与价值系统性，价值命题可分为四个基本层次：价值印象、价值概念、价值定律、价值理论，因此价值综合器可以分解为四个基本层次：价值属性分析器（或价值印象分析器）、价值整体性综合器（或价值概念综合器）、价值规律性综合器（或价值定律综合器）和价值系统性综合器（或价值理论综合器）。

价值综合器的数据来源主要是价值属性分析器，它包括价值率计算器、价值类别分析仪、价值客体分析仪、价值主体分析仪等。价值综合器所得数据结果将输送到“价值观数据库”。

价值综合器的逻辑结构之一如下图所示：

价值综合器的逻辑结构之二如下图所示：

四、价值观数据库

对事物的价值进行分析思维、价值率计算和综合思维以后，就形成了对于价值事物的完整印象（包括价值概念、价值定律、价值理论等），把所有价值事物的完整印象组合起来，就构成了庞大而复杂的价值观数据库，从而实现了从价值率Ψ向价值观ω的转换。

价值观数据库中的每一个较高层次抽象事物的价值观都是来自于较低层次众多具体事物的价值观的合并计算。例如，体现价值整体性的事物价值观来自于体现价值属性的事物价值观的合并计算，体现价值规律性的事物价值观来自于体现价值整体性的事物价值观的合并计算，体现价值系统性的事物价值观来自于体现价值规律性的事物价值观的合并计算。

合并价值观计算的过程：从“价值观数据库”中提取同一类抽象事物的若干个具体事物（即子集）的价值观两个数据（属性和强度），再从“需要数据库”中提取相应的若干个具体事物（即子集）的价值规模，根据“合并价值观运算法则”进行运算，所得出的计算结果就是抽象事物（即母集）的价值观，然后写入“价值观数据库”。

价值观数据库的运行机理如下图所示：

五、价情转换器

情感与价值观虽然都是人脑对于价值关系的主观反映，但是这两者有不同的生理功能：情感系统是人类行为的直接驱动系统，它时刻准备来启动或激发人的某一行为模式，时刻处于“预准备”状态（或“一级战备状态”），因此情感系统是一个“高能耗系统”；而价值观系统通常只是保存着人对于各种事物的价值特性参量（特别是价值率参量），它通常并不直接启动和激发人的行为，平时总处于“休眠状态”，只有等到需要的时候，它才转化为情感系统，并在情感系统的运行下启动和激发人的某一行为，因此价值观系统是一个“低能耗系统”。通常情况下，人为了节约“能量”，总是及时地把情感系统自动地转换为价值观系统，只有等到实施某一种具体行为时，价值观系统才转换为情感系统。

情感系统与价值观系统主要有两个方面的区别：一是，情感是人脑对于事物“价值率高差”（即事物的价值率与主体的中值价值率之差）所产生的主观反映，价值观是人脑对于事物“价值率”所产生的主观反映，两者相差一个“中值价值率”（或中值价值观），因此情感系统在转化为价值观系统时必须增补“中值价值率”（或中值价值观），价值观系统在转化为情感系统时必须剔除“中值价值率”（或中值价值观）；二是，情感强度并不与事物的价值率高差成正比，而是与事物的价值率高差的对数成正比，因此情感系统在转化为价值观系统时必须进行“指数还原”，价值观系统在转化为情感系统时必须进行“对数转化”。

此外，价值观系统与情感系统还有一个重要区别：价值观系统通常更多地与人的逻辑思维（或关系识别）相联系，侧重于价值观的精确计算；情感系统通常更多地与人的形象思维（或模式识别）相联系，侧重于情感的模糊计算。

人通过自我意识（包括自觉感觉、自我认知和自我评价），掌握了自己的中值价值率；然后，人将以自己的中值价值率为参考体系，计算出每个事物的价值率高差，从而根据“情感强度第一定律”的原理，建立“价情转换器”，从而将价值观数据库转化为情感数据库。这个转换过程可以分解为两步：

（一）将价值观转化为价值观高差，即ω→Δω

价值观数据库已经实现了从价值率Ψ向价值观ω的转换，由于价值观是人脑对于价值率的主观反映，因此价值观近似等于价值率（即ω≈Ψ），价值观高差近似等于价值率高差（即Δω≈ΔΨ）。价值率Ψ在扣减了中值价值率Ψ₀（或中值价值观ω₀）以后就形成了价值率高差，价值观在扣减了中值价值率Ψ₀（或中值价值观ω₀）以后就形成了价值观高差，价值观转化为价值观高差的过程实际上就是价值率转化为价值率高差的过程，即ω→Δω相当于Ψ →ΔΨ。该过程可描述为：ω→ω－ω₀，或者ω→Δω。

（二）将价值观高差转换为情感强度，即Δω→μ

根据“情感强度第一定律”可得，μ=Ｋ_mlog（１＋ΔΨ），由于价值观高差近似等于价值率高差（即Δω≈ΔΨ），可得μ=Ｋ_mlog（１＋Δω）。该过程可描述为：Δω→Ｋ_mlog（１＋Δω），或者Δω→μ。

总之，价情转换器的工作流程是：

ω→Δω→μ

价情转换器的运行机理如下图所示：

六、情感数据库

价值观数据库经过“价情与情价转换器”进行转换以后，就形成了情感数据库。

情感数据库中的每一个较高层次抽象事物的情感强度都是来自于较低层次众多具体事物的情感强度的合并计算。例如，体现价值整体性的事物情感强度来自于体现价值属性的事物情感强度的合并计算，体现价值规律性的事物情感强度来自于体现价值整体性的事物情感强度的合并计算，体现价值系统性的事物情感强度来自于体现价值规律性的事物情感强度的合并计算。

合并情感计算的过程：从“情感数据库”中提取同一类抽象事物的若干个具体事物（即子集）的情感两个数据（属性和强度），再从“需要数据库”中提取相应的若干个具体事物（即子集）的需要量，根据“合并价值观运算法则”进行运算，所得出的计算结果就是抽象事物（即母集）的情感，然后写入“情感数据库”。

情感数据库的运行机理如下图所示：

七、需要数据库

需要数据库中的每一个较高层次抽象事物的需要量都是来自于较低层次众多具体事物的需要量的合并计算。例如，体现价值整体性的事物需要量来自于体现价值属性的事物需要量的合并计算，体现价值规律性的事物需要量来自于体现价值整体性的事物需要量的合并计算，体现价值系统性的事物需要量来自于体现价值规律性的事物需要量的合并计算。

合并需要量计算的过程：从“需要数据库”中提取同一类抽象事物的若干个具体事物（即子集）的需要两个数据（属性和强度），再从“价值量度分析仪”中提取相应的若干个具体事物（即子集）的需要量，根据“合并需要量运算法则”进行运算，所得出的计算结果就是抽象事物（即母集）的需要量，然后写入“需要数据库”。

需要数据库的运行机理如下图所示：

八、评价系统

（一）价值关系

当价值与某个观察主体之间建立了某种联系，就会形成某种“价值关系”。

价值关系：价值与观察主体之间相互联系与相互影响的总和，称之为该事物的价值关系。

事物的价值关系主要表现在两个方面：一是，一种事物总会通过多种方式建立与某观察主体之间的价值关系；二是，一种事物总会建立与多个观察主体之间的价值关系。

（二）价值评价

价值关系作为一种客观存在，必然会反映到人的大脑中，从而形成人的价值评价或评价。由此可得：

评价的本质：评价是人脑对于价值关系所产生的主观反映。

价值、价值关系及评价的逻辑关系，如下图所示：

在这里，价值的观察主体与价值的作用主体是一致的，即价值的主体与价值关系的主体完全相同。当价值的观察主体与价值的作用主体不一致时，那么，观察主体通过主观反映所评价的价值是事物对于他人的价值，而不是事物对于自己的价值。

由于价值关系是一种特殊的事实关系，因此评价是一种特殊的认知，是关于价值的“认知”。

（三）评价的三种方式

人脑对于事物价值进行评价的方式主要有三种：

1、价值量评价（或需要评价）。人在价值分析的过程中，开始掌握了各种事物的价值量，人对于各种事物的价值量所产生的主观反映，就构成了“需要数据库”。

2、价值率评价（或价值观评价）。人在价值分析的过程中，开始掌握了事物的价值投入量、价值产出量和价值时间，通过“价值率计算器”就可以计算出事物的价值率；然后，人对于事物的价值率进行主观评价，就形成了人脑对于该事物的价值观；人在进行价值归纳以后，就掌握了不同层次事物之间价值观的逻辑关系，并进行价值观的合并运算，从而形成了所有事物的价值观数据库。

3、价值率高差评价（或情感评价）。人通过自我意识（包括自觉感觉、自我认知和自我评价），掌握了自己的中值价值率；然后，人将以自己的中值价值率为参考体系，计算出每个事物的价值率高差，从而根据“情感强度第一定律”的原理，建立“价情转换器”和“情价转换器”；人通过“价情转换器”，将价值观数据库转化为情感数据库；人通过“情价转换器”，将情感数据库还原为价值观数据库。

需要、价值观与情感三种评价方式的逻辑关系：人的这三种评价方式相互配合、相互作用，共同完成人对于事物的价值评价，以推动人对于不同事物的有效选择，并形成最有利于主体生存与发展的感觉、认知与行为。需要是价值观的基础，价值观是情感的基础；价值观为需要提供发展方向，情感为价值观提供发展方向；需要决定感觉的驱动力，价值观决定认知的驱动力，情感决定行为的驱动力。

需要、价值观与情感的逻辑关系，如下图所示：

（四）评价系统的逻辑结构

评价系统主要包括三个部分：需要数据库、情感数据库、价值观数据库、价情转换器、合并情感计算器、合并价值观计算器。

评价系统的逻辑结构如下图所示：

九、情感运算系统的逻辑过程

情感运算系统是把“认知系统”所接收的信息进行价值评价，从而完成对于各种事物的价值进行全面评价，然后，传送到“行为数据库适配器”。情感运算系统大体可分为价值分析器（或价值标注器）、价值率计算器、价值综合器、需要数据库（或价值量数据库）、价值观数据库（或价值率数据库）、价情与情价转换器、情感数据库（或价值率高差数据库）等组成部分。

情感运算系统的逻辑过程主要包括以下内容：

1、对“认知系统”所发出的信号，通过“价值分析器”进行价值分析，主要包括价值主体分析、价值客体分析、价值收益分析、价值成本分析、价值时间分析、价值类别分析等内容，并且通过“价值量度分析”所提供的数据，构建“需要数据库”。

2、根据价值收益分析、价值成本分析、价值时间分析，通过“价值率计算器”计算出事物的价值率。

3、通过“价值综合器”，对低层次的价值进行综合归纳，或进行抽象思维，分别针对价值属性、价值整体性、价值规律性和价值系统性等四个层次的价值事物，产生价值印象、价值概念、价值定律、价值理论等四个层次的主观反映。

4、通过“价值分析器”、“价值率计算器”和“价值综合器”所提供的数据，构建价值观数据库，并将数据传送到“事物与行为适配器”。

5、从“价值观数据库”中提取同一类抽象事物的若干个具体事物的价值观两个数据（属性和强度），再从“需要数据库”中提取相应的若干个具体事物的价值规模，根据“合并价值观运算法则”进行运算，所得出的计算结果写入“价值观数据库”，从而建立了价值观数据库中不同层次事物之间的数学关系与逻辑关系。

6、根据情感强度第一定律，通过“价情转换器”把“价值观数据库”转化为“情感数据库”，价情转换器的工作流程是：ω→Δω→μ。

7、从“情感数据库”中提取同一类抽象事物的若干个具体事物的情感两个数据（属性和强度），再从“需要数据库”中提取相应的若干个具体事物的需要量，根据“合并情感运算法则”进行运算，所得出的计算结果写入“情感数据库”，从而建立了情感数据库中不同层次事物之间的数学关系与逻辑关系。

8、“情感数据库”一方面将数据传送到“情感表达系统”，另一方面不断接收“情感识别系统”所发出的信号。

情感机器人情感运算系统的逻辑框图如下图所示：