如何让Agent具备「情感」当前趋势、挑战与未来｜来自298篇研究的最新综述

在当前的情感计算研究中，存在一个显著的“断层”：我们拥有越来越精准的情感识别算法（输入端），也有了逼真的语音和面部生成技术（输出端），但连接这两端的“中间层”却鲜有人问津。机器能识别出你在愤怒，也能模拟出抱歉的语气，但它真的理解愤怒的起因吗？它能基于这种理解去调整后续的决策逻辑吗？

这正是情感认知（Affective Cognition）所要解决的核心问题，也是构建具备情感心智理论（Affective Theory of Mind）的关键所在。缺失了这一环，所谓的“情感AI”不过是基于规则的条件反射。

伊朗科技大学与新加坡南洋理工大学最新发表的综述论文《具备情感的智能体：当前趋势、挑战与未来展望》，敏锐地捕捉到了这一痛点。研究者们并未止步于传统的情感识别综述，而是深入探讨了情感诱发（Elicitation）与情感体验（Experience）的计算模型。详细拆解了如何利用认知评估理论（Appraisal Theories）和强化学习，让智能体在内部构建情感状态，并以此驱动决策、学习与推理。这篇论文为我们补上了人工情感智能版图中至关重要、却长期被忽视的一块拼图。

研究者把Agent的“情感”拆成互相衔接的三项能力：

1. Emotion understanding（情绪理解/识别）：从文本、语音、表情、生理信号等输入里准确判断对方情绪。
2. Affective cognition（情感认知：情绪唤起与情绪体验）：不仅知道“对方是什么情绪”，还要推理“为什么会这样、意味着什么、接下来我怎么做更合适”。
3. Emotion expression（情绪表达合成）：把合适的情绪用文本、声音、面部表情等输出表达出来，并且多模态要一致协调。

相信您看完这篇深入的解读，会对如何构建一个“情感”的Agent有全新的认识。

第一大能力：情感理解

情感理解是智能体与世界交互的入口。传统的单模态识别（仅看脸或仅听音）已经难以满足复杂场景的需求研究者把“情感识别”定义为：多源数据中识别具体情绪状态（脸部表情、声音语调、语言文字、生理信号等），它对 HCI、心理健康监测等很关键。 具体讲了四类输入：

• 文本：社媒、评论、对话——用 NLP 分析词语、结构、上下文的情绪线索。
• 视觉：表情、动作、手势——用 CV + 深度模型识别。
• 语音：音高、语速、音量、节奏等是“情绪载体”。
• 生理：心率、皮电、肌电、EEG 等反映自主神经系统反应，特别适合更“深层”情绪理解。

情感识别总体框架图：技术实施流程

1. 多模态融合的工程挑战

如何将不同来源的数据“捏”在一起？这不仅仅是拼接向量那么简单，研究者们面临着巨大的模态鸿沟 (Modality Gap)。例如，面部表情可能提供清晰的视觉线索，但声音的语调可能包含更微妙的情绪，且两者的特征分布和时间步长完全不同。

论文总结了当前主流的融合策略：

• 特征级融合 (Feature-Level Fusion)：在早期阶段将不同模态的特征合并。这要求极高的数据对齐能力。
• 决策级融合 (Decision-Level Fusion)：让每个模态先独立“投票”，最后汇总结果。这种方式容错率高，但可能忽略模态间的交互信息。
• 混合融合与图神经网络：前沿研究开始利用图注意力网络 (GATs) 构建异构图（如GraphMFT模型），将视觉、声学和文本节点连接起来，动态学习模态间的交互权重，从而捕捉像“沮丧”与“愤怒”这类重叠情感的细微差别。

2. 生理信号：读懂无法伪装的“心跳”

情感计算还包括生理信号（如脑电图EEG、心率、皮肤电反应）作为最难以伪装的真实情感反应，在情感理解中扮演着独特角色。

• 低质量数据的挑战与应对：生理数据往往伴随着高噪声。研究者提到可以利用微分熵 (Differential Entropy, DE) 特征来处理EEG信号，这种特征对噪声和信号变异不敏感，能有效提升脑电数据在低质量情况下的识别精度。

3. 数据与模型的深层困境

关于构建感知模型，研究者们总结了三大类挑战：

A.数据层面的挑战：

• 数据稀缺与不平衡：现实世界中，极端的负面情绪（如恐惧、暴怒）数据远少于中性或快乐数据。这导致模型对少数类情感识别能力差。
• 解决方案：论文提到了利用GANs(生成对抗网络) 生成合成样本来平衡数据集，或者使用 SMOTE 技术进行过采样。
• 噪声干扰：光照不足、背景噪音都会破坏识别。
• 解决方案：引入不确定性感知融合 (Uncertainty-aware Fusion)。例如COLD融合框架，当视觉模态被遮挡（噪声大）时，自动增加对音频模态的依赖权重。

B.模型层面的挑战：

• “黑盒”不可解释性：可解释性差（黑箱）、泛化差、缺乏统一评测指标。即使准确率高，也难说清“为什么判这个情绪”，在医疗、招聘等敏感场景很难被完全信任。
• 解决方案：神经符号AI (Neurosymbolic AI)。结合常识知识图谱与深度学习，将输入映射到可解释的概念原语上。或者使用 Grad-CAM 可视化技术，让模型“画出”它到底关注图片的哪个区域来判断情感。

C.问题本身的复杂性：

• 情感的模糊性与重叠：情绪不是非黑即白的，种类多、重叠强、实验设计难。例如“紧张+兴奋”“悲伤但克制”等复合状态，对离散标签很不友好。
• 解决方案：引入标签分布学习或因果推断 (Causal Inference)。例如利用因果干预模块去除背景上下文带来的虚假相关性（Context Bias），确保模型是根据人的表情而非背景环境来判断情绪。

D.LLM/基础模型引入的新问题：

• 幻觉、上下文理解不足、标注成本高：也就是LLM 带来 few-shot/zero-shot 机会，但也可能“编造情绪理由”、误读语境。

第二大能力：情感认知

这部分是整篇论文最“像人类心理过程”的地方：研究者认为仅做情绪识别还不够，真正的“情感”还需要推理情绪的因果与意义，并让情绪进入决策、学习、推理。

研究者提出“情感理论心智（Affective Theory of Mind）”：不仅识别情绪，还要能对情绪进行社会化推理并做出合适回应；而要实现它，需要把“认知 Theory of Mind”和“情感 Theory of Mind”结合。

情感认知智能体框图：展示了智能体内部处理情感的逻辑流

他们把affective cognition拆成两个关键步骤：

• Emotion elicitation（情绪唤起）：识别什么事件和心理状态触发了情绪。
• Emotional experiences（情绪体验）：情绪产生后如何影响注意、记忆、推理、决策等内部过程。

1. 情绪唤起：基于认知评估的推理

情绪是如何产生的？论文引入了心理学中的认知评估理论 (Cognitive Appraisal Theory)。情绪是对环境事件的主观评估结果，而非简单的条件反射。

为了实现这一点，研究者们提出了多种计算认知模型：

• BDI模型 (Belief-Desire-Intention)：这是经典的智能体架构。通过扩展为Emotional-BDI，智能体可以根据其目标（Desire）是否达成来产生情绪。例如，如果目标受阻，产生“挫败感”。
• 认知架构 (Cognitive Architectures)：如ACT-R和SOAR。这些架构模仿人类大脑，拥有程序记忆、语义记忆和情景记忆。前沿研究（如E-VOX系统）将情绪模型（ALMA）嵌入其中，实现了实时的情绪状态跟踪和个性化模拟。
• 具体案例：Silicon Coppelia 系统。它通过评估伦理（Ethics）、美学（Aesthetics）、认识论（Epistemics）等变量来决定对用户的反应，使其具备了类似人类的道德和审美判断。

2. 情绪体验：情绪如何反作用于决策？

有了情绪之后，智能体该怎么做？这就是情绪体验建模。

• 后悔驱动的强化学习 (Regret-based RL)：论文介绍了一种创新的强化学习方法，引入了“后悔”机制（比较实际回报与可能的最优回报）。这种机制能调节智能体的探索策略，使其行为更具适应性。
• 内部对话 (Inner Speech)：模型SUSAN模拟了智能体的“内心独白”。通过生成内部语言，智能体可以推断上下文并调节自身的情绪状态，这与人类的情绪调节机制高度相似。
• 情感欺骗与谈判博弈：情感计算在复杂社会交互中展现出了“人性化”甚至“腹黑”的一面。在谈判场景中，智能体不仅进行决策，还学会了情感欺骗 (Emotional Deception)。通过量化情感并利用Weber-Fechner定律，智能体可以生成具有欺骗性的情感表达，或者调整Q-learning的奖励函数来影响对手的属性偏好，从而在谈判中获得优势。

这一领域的最大挑战在于可扩展性和评估标准。

现有的模型往往局限于特定场景（如游戏或治疗），缺乏通用的评估指标来衡量智能体的情感反应是否“社会可接受”。

第三大能力：情感表达合成

当智能体理解了情感并做出了决策，最后一步就是通过文本、语音和面部表情将其表达出来。

1. 情感文本合成 (Emotional Text Synthesis)

目标是生成既带有特定情感色彩，又保持语义连贯的文本。

目前的三类主要方法

• 风格迁移（Style Transfer）：保持语义不变，改变情绪语气；难点是复杂文本里容易语义跑偏或情绪不稳，因此有人用“内容/风格分离”、词典注意力等改进。
• 可控生成（Conditional Generation）：用提示/条件控制情绪；代表性方向包括 co-attention 网络、情绪化 TTS/对话系统等，但对数据质量要求高，且多情绪混合更难。
• Prompt优化：论文提到了MOPO (Multi-Objective Prompt Optimization) 技术，通过遗传算法优化LLM的提示词，以同时满足情感强度、风格和内容一致性等多个目标。
• 微调 LLM（Fine-tuning LLMs）：用 GPT/BERT 类模型做高质量情绪文本生成，训练数据可能更少，但算力与偏见管理压力更大。 
• 评估危机：如何判断生成的文本“情感”是否到位？论文特别指出，缺乏标准化评估指标是一大痛点。为此，研究界提出了EmoBench这样的基准测试，包含大量手工设计的多项选择题，专门用于评估大模型的情商水平，测试其是否真正理解情感的应用，而不仅仅是简单的模仿。

目前的主要难点：可控性 (Controllability)、一致性 (Consistency) 和偏见 (Bias)。

2. 情感语音合成 (Emotional Speech Synthesis)

这部分包括情感语音合成 (ESS) 和 情感声音转换 (EVC)。

• 从GAN到Diffusion：论文指出，生成技术正在经历代际更替。
• CycleGAN 等对抗网络曾是主流，用于非平行数据（Non-parallel data）的情感转换。
• 扩散模型 (Diffusion Models) 正成为新宠。例如 EmoConv-Diff 模型，利用随机微分方程逐步转化语音特征。扩散模型在控制情感的细粒度（如强度、效价）方面表现出了超越GAN的能力，能生成更加细腻、连续的情感变化。
• 解耦表示 (Disentanglement)：核心难点在于将“说话人身份”、“语言内容”和“情感风格”彻底分离。如果处理不好，就会出现情感泄漏 (Emotion Leakage)，即转换后的声音虽然带了情感，但听起来像另一个人，或者原有的情感没有被完全抹去。
• 细粒度的韵律控制：情感不仅仅是开心或生气，还包含复杂的语调变化。现有的TTS模型往往难以区分“愤怒的质问”和 “愤怒的陈述”。针对这一痛点，QI-TTS 模型引入了多风格提取器，能够捕捉句子级的情感和音节级的语调强度，实现了对反问、质问等复杂语气的精准控制。

目前的主要难点：数据稀缺 (非平行数据)、情感泄漏 (Leakage) 和 强度控制 (Intensity)

3. 情感面部合成 (Emotional Face Synthesis)

目标是生成逼真的“说话人脸”。

• 技术路径：从传统的3D参数化模型（3DMM）向神经辐射场（NeRF）和扩散模型演进。
• 前沿模型：UniPortrait 框架。它通过统一的架构平衡了身份保持和表情多样性。
• 挑战：
• 微表情 (Micro-expressions)：人类的情感往往流露于转瞬即逝的微表情中，目前的模型捕捉能力依然有限。
• 口型同步与情感的冲突：在强烈情感（如大笑或痛哭）下，保持口型与语音的精准同步是一个巨大的技术难题。这需要高精度的时序一致性 (Temporal Consistency) 建模。

目前的主要难点：微表情 (Micro-expressions)、口型同步 (Lip-sync) 和 计算效率 是瓶颈

大语言模型本身

整篇论文贯穿了对LLM的深度讨论。LLM和基础模型 (Foundation Models) 正在重塑情感计算的每一个环节。

LLM的机遇：

• 零样本能力：GPT-4等模型展现了惊人的零样本情感识别能力，无需特定训练即可处理复杂情感任务。
• 数据标注：利用LLM替代昂贵的人工标注。研究显示，LLM生成的标签与众包数据的结合可以显著降低成本并提高质量。
• 情感推理：LLM可以作为情感认知的“大脑”，利用思维链（CoT）技术进行复杂的情感归因推理。

LLM的挑战：

• 幻觉 (Hallucinations)：LLM可能会自信地捏造情感事实，或者对不存在的情感线索进行过度解读。论文提到了利用语义熵 (Semantic Entropy) 来检测这种不确定性。
• 语境理解局限：尽管LLM知识渊博，但它们往往缺乏特定文化或社会场景下的深层语境理解，容易产生刻板印象。
• 观察者视角：研究发现，GPT-4等模型更多是站在“观察者”的角度预测情感，而非作为“体验者”产生情感，这限制了其在共情交互中的真实感。

总结与未来展望

这篇论文为我们展示了构建情感智能体的全貌。我们正处于从简单的情感识别迈向真正的情感智能的关键阶段。以下图片是这篇论文引用的298篇核心文献在各个领域的分布比例图：情感理解占32%，情感表达占30%，情感认知占25%，基础理论占7%

未来的研究方向主要集中在以下几点：

1. 数据革命：从实验室的摆拍数据转向野外 (In-the-wild) 的自然数据。需要构建包含认知评估信息的大规模数据集，而不仅仅是简单的标签。
2. 可解释性与信任：解决深度学习的“黑盒”问题。智能体需要能够解释“我为什么觉得你很难过”，从而建立用户信任。
3. 多模态深度融合：超越简单的加权平均，探索能够处理模态缺失、模态冲突的动态融合机制，特别是在噪声环境下。
4. 伦理与安全：随着生成能力的提升，如何防止情感AI被用于操纵用户情绪，如何消除训练数据中的文化偏见，将是技术之外必须面对的严峻课题。

情感智能体的最终目标，不是欺骗人类它们有感情，而是通过理解和模拟情感，成为真正懂你的智能伙伴。论文链接：https://arxiv.org/abs/2511.20657v1

文章来自于“AI修猫Prompt”，作者 “AI修猫Prompt”。