清華AI研究院裡程碑事件:成立「智能人機交互研究中心」

摘編:機器之心

導讀:5 月 21 日,清華大學「智能人機交互研究中心」成立儀式在清華大學李兆基科技大樓舉行。這是繼「知識智能研究中心」、「基礎理論研究中心」後,清華大學 AI 研究院第三個研究中心。

清華大學副校長、清華大學 AI 研究院管委會主任尤政院士和清華大學 AI 研究院院長張鈸院士出席成立儀式,共同為中心揭牌。

尤政院士在致辭中表示,成立智能交互研究中心是清華大學推進人工智能發展的重要舉措,也是清華大學 AI 研究院的里程碑事件。

清華AI研究院裡程碑事件:成立「智能人機交互研究中心」

圖說:智能交互中心成立儀式合影

「人工智能的重要需求來自人機交互。」張鈸院士在致辭中表示,⼈機交互核⼼問題是⾃然⾏為的意圖理解,而解決這一核心問題必須要經過跨學科的研究。

為了更好匯聚清華大學在智能人機交互方面多學科的優勢研究力量,清華大學 AI 研究院決定成立智能人機交互研究中心(英文:Intelligent Human Computer Interaction Research Center,簡稱 THUII,以下簡稱「智能交互中心」)。

史元春教授(清華大學計算機系「長江學者」特聘教授、清華大學全球創新學院 GIX 院長)被聘請為智能交互中心主任,高文教授(中國工程院院士、北京大學博雅講席教授、信息科學技術學院院長)和戴國忠研究員(中科院軟件所人機交互技術與智能信息處理實驗室首席研究員)被聘請為智能交互中心學術顧問。

清華AI研究院裡程碑事件:成立「智能人機交互研究中心」

圖說:尤政院士(左)、張鈸院士(右)為史元春教授(中)頒發聘任證書

研究團隊聚集了計算機系、心理學系、生物醫學工程系、美術學院、工業工程系、社會科學學院等 6 個院系的專家學者。

三大使命

計算設備、傳感器、數據和算法日益增多增強,馬克•維瑟憧憬的普適計算時代已經到來。人們可能訪問的計算設備和數據增多了,人機關係也變得更加豐富了。交互技術已經成為終端和應用創新的核心競爭力。

但普適計算時代下的自然交互存在諸多挑戰,比如,用戶心智模型的不可見性,傳感器數據噪聲,以及需要適應個體、環境的差異性等。

智能人機交互需要解決用戶認知機理建模、用戶行為的計算表徵、交互意圖的理解算法、自然界面生成方法以及情景感知等問題,為用戶與計算設別間自然高效的信息交換提供理論基礎和優化方法。

因此,智能交互中心的成立,有了三大使命:

一、開展基礎理論。在人機交互、智能交互方面,探索自然交互的科學問題,建立通過智能技術實現自然交互的理論基礎;

二、構建開放平臺。建設典型自然交互應用中的用戶心理和行為數據庫,提供腦機交互實驗系統,建成清華大學智能交互開放平臺;

三、促進交流合作。舉辦開放的、國際化的與智能人機交互相關的學術活動,增進學術交流;普及智能人機交互技術,促進產學合作。

尤政院士表示,智能人機交互研究中心將以促進清華和國家人機交互研究與發展為宗旨,打造具有廣泛影響力的學術研究、交流中心、智能交互平臺與原創技術推廣中心,更好地服務於國家和清華的人工智能發展戰略。

八個研究內容

史元春教授對智能交互研究中心的八個研究內容做了介紹:

(一)自然交互行為的意圖理解:在自然交互界面上,用戶不再是嚴格地通過離散明確的交互操作完成交互,而是通過連續、非確定的多模態數據表達交互意圖。

在解釋用戶的交互意圖時,既可以使用「黑盒子」的機器學習方法,也可以利用「白盒子」的基於用戶行為建模的方法。後者中的用戶建模,其本質是通過計算的方法來刻畫用戶的行為能力,對於理解用戶意圖和探索自然交互的計算原理具有重要的科學意義。

在意圖推理任務中,貝葉斯方法具有優勢。

(二)多模態交互感知:多模態交互行為的智能感知是自然交互的基礎。該研究內容的核心是識別具有高可用性的自然輸入動作,創新成本可控、易於部署的感知技術。

(三)認知心理:認知心理學是對人類感知覺信息加工處理過程及其機制的探索,是人機交互設計與優化的基礎和關鍵支撐。對積極心理的深入研究,有望為提升人機交互自然性提供重要的指導建議。

(四)情感計算與情感交互技術:是和諧人機交互的核心技術之一。

清華大學團隊針對海量網絡數據,在情感認知特性的可計算性、跨模態異構數據的情感建模、美學認知的建模、面向網絡用戶的情感交互等方面開展了深入研究。

(五)腦-機接口:基於大腦神經解碼提供了新的智能交互方式,在殘疾人康復、健康人群增強等方面具有重要的科學意義和應用前景。

(六)人因與工效學:具體包含生理人因學、認知人因學和組織人因學。

(七)人機融合的智能增強:研究人與機器兩類智能體的雙向耦合機制,突破阻礙人與機器智能雙向溝通的技術瓶頸,構建可互相適應、協同工作的異構智能持續反饋迴路,實現人與機器自然、生動、自適應的智能融合。

(八)交互設計

:立足於藝術設計和人工智能技術的有機結合,從用戶體驗的角度出發,探索新技術所帶來的可能性。

四個開放平臺

智能人機交互研究中心成立儀式後,史元春教授還發布了四個智能交互開放平臺:智能文本輸入開發套件 ITIS、人機互啟發式英文寫作系統 ESODA、情感交互數據庫 ACP、視覺腦機交互實驗系統 VBCI。

易鑫博士、陶品副研究員、賈珈副教授、王毅軍研究員分別對四個開放平臺做了介紹。

(一)智能文本輸入開發套件 ITIS

ITIS 針對文本輸入任務中對用戶輸入意圖的準確推理問題,從用戶輸入行為建模、輸入意圖推理算法、人機交互設計和技術評測四個方面提供數據和方法的支撐,推進文本輸入這一基礎而重要的人機交互任務在新一代交互場景下的體驗顯著提升。

其包含真實用戶在多交互平臺上的文本輸入原始數據、智能文本輸入意圖推理算法、多交互界面上可直接使用的文本輸入技術方案和文本輸入技術評測任務集。

(二)人機互啟發式英文寫作系統 ESODA

「人工智能 AI『陪』您一起寫作!讓天下沒有難寫的論文!」

該產品專注於研究人機智能互啟發式的 AI+Writing 全新寫作交互技術,為學者從事英文學術論文寫作提供智能化的新平臺。

擁有 3300 萬條優質英文學術論文例句,涵蓋計算機、工程學、物理學、天文學、生物學、生態學、神經科學、地球科學、能源科學、醫療衛生、動物學等眾多學科領域,更可根據用戶自定義論文集作建立個性化學術領域,向作者提供英文寫作句法、詞彙搭配及替換的智能化專業建議。

通過智能化感知與交互技術,由用戶向機器自然的傳達英文寫作意圖,同時讓計算機的智能計算結果優雅地為用戶提供協助,實現人機智能互啟發式的高效語言組織,幫助到廣大學者進行更準確、更專業地完成論文寫作。

(三)情感交互數據庫 ACP

包含多模態情感計算數據庫、心理健康數據庫、美學計算數據庫。

其中,多模態情感計算數據庫包含語音、文本、圖像情感交互數據。

  1. 語音情感交互數據庫:包含 753 萬句基於人機語音交互系統採集的語音情感數據,具有類別和維度的情感標籤,特徵包括語音、文本、用戶屬性和地理位置。
  2. 文本情感交互數據庫:包含 178 萬用戶的 10 億條文本,以情感類別為標籤,特徵包括文本、圖像、表情符、用戶屬性、用戶網絡角色和社交關係。
  3. 圖像情感交互數據庫:包含約 35 萬帶情感的圖片,特徵包括圖片的發佈時間、標題、標籤、描述等。

心理健康數據庫中不僅有中文用戶的數據、還有英文用戶的數據。

  1. 中文用戶心理健康數據庫:包含 2 萬用戶的 50 萬條文本,標註了抑鬱傾向、壓力源和壓力水平,包括文本、圖像、表情符、用戶屬性、社交關係等特徵。
  2. 英文用戶心理健康數據庫:包含 2800 用戶的 60 萬條文本,標註了抑鬱傾向,包括文本、圖像、表情符、用戶屬性、社交關係等特徵。

美學計算數據庫中則涉及服裝美學和圖像美學。

  1. 服裝美學數據庫:包含男女裝各分類圖片 13 萬張,以美學維度座標值和美學類別為標註,數據包含顏色、材質、版型、場合、季節等特徵。
  2. 圖像美學數據庫:包含約 12 萬帶有美學評價的圖片,以美學評價詞作為標籤,特徵包括圖片特徵和美學相關的文本描述。

(四)視覺腦機交互實驗系統 VBCI

通過視覺誘發電位腦機接口技術將大腦意圖轉化為控制指令,為用戶提供視覺神經編解碼的通用軟硬件系統框架,幫助用戶快速實現個性化視覺腦機交互應用的方案設計、參數優化、以及性能測試驗證。

VBCI 集成了視覺刺激呈現、腦電採集、腦電分析、控制反饋四大功能模塊,兼容 NeuroScan、Neuracle、Wearable Sensing 等多種腦電採集設備,可根據用戶需求構建個性化腦電控制指令集,提供多種視覺誘發腦電檢測算法,實現腦開關、數字撥號、文字輸入、機械臂控制等應用。

「除了促進我們研究院自己的分析研究、同行的交流,我們希望通過開放平臺能夠擴大合作的可能和成果影響的面,我們也希望能夠帶動產業進步。」史元春教授這樣闡釋發佈開放平臺的出發點。

她還表示,「開放平臺今天是第一次,未來會有更多。」


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