Urządzenie do rozpoznawania prawdziwych emocji

Tłumienie emocji jest częścią życia, choć może mieć poważne konsekwencje psychiczne. Naukowcy z Pennsylvania State University opracowali urządzenie, które może pomóc lekarzom rozpoznawać te prawdziwe, często skrywane emocje. Mierzy ono temperaturę, tętno oraz inne sygnały i jest przyklejane do skóry.

W wyniku różnych sytuacji życiowych zdarza się nam mówić jedno, podczas gdy odczuwamy zupełnie co innego. Jednak w przypadku kontaktu z służbą zdrowia ważne jest, by mówić prawdę. Zdarza się, zwłaszcza jeśli chodzi o problemy natury psychicznej, że pacjenci nie są do końca szczerzy wobec lekarzy lub nie potrafią rozpoznać tego, co się z nimi dzieje. Aby ułatwić specjalistom postępowanie z pacjentami, naukowcy opracowali naklejane na skórę urządzenie, które analizuje dziesiątki sygnałów z organizmu, co może ułatwić odczytanie prawdziwych emocji.

-To nowy i ulepszony sposób rozumienia naszych emocji poprzez jednoczesne analizowanie wielu sygnałów ciała. Poleganie wyłącznie na mimice twarzy w celu zrozumienia emocji może być mylące. Ludzie często nie pokazują, co naprawdę czują, dlatego łączymy analizę mimiki twarzy z innymi ważnymi sygnałami fizjologicznymi, co ostatecznie prowadzi do lepszego monitorowania i wsparcia zdrowia psychicznego – powiedział Huanyu Cheng z Pennsylvania State University.

Wyniki oraz opis prac na urządzeniem ukazał się na łamach pisma „Nano Letters” (DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c06392).

Czujnik do wykrywania prawdziwych emocji

Urządzenie do odczytywania emocji ma postać naklejki i śledzi szereg reakcji fizjologicznych, takich jak temperatura skóry, wilgotność, tętno czy poziom tlenu we krwi. Wszystkie te reakcje są związane ze stanami emocjonalnymi. Cheng zaznaczył, że najważniejsze jest to, że czujnik został zaprojektowany tak, aby działać niezależnie, minimalizując wszelkie zakłócenia między różnymi pomiarami.

Poza zbieraniem i analizą sygnałów fizjologicznych, sprzęt analizuje również mimikę twarzy, aby lepiej odróżniać prawdziwe emocje od tych odgrywanych. Następnie bezprzewodowo przesyła zebrane w czasie rzeczywistym dane do urządzeń mobilnych i chmury, gdzie lekarze mogą je potencjalnie wykorzystać do lepszej oceny pacjentów. – Śledząc te sygnały, możliwe będzie wykrycie problemów, takich jak lęk lub depresja, na wcześniejszym etapie ich rozwoju – przyznał Cheng.

– Ta technologia ma potencjał, aby pomóc ludziom, którzy zmagają się ze swoim zdrowiem psychicznym, ale nie są do końca szczerzy wobec innych, a nawet wobec siebie – powiedział Yangbo Yuan, współautor publikacji.

Urządzenie jest elastyczne, ma wielkość plastra na rany czy odciski i składa się z cienkich warstw metali, takich jak platyna i złoto. Zachowuje sprawność nawet podczas zgniatania czy skręcania. Badacze wykorzystali w nim również materiały, które zmieniają przepływ prądu elektrycznego pod wpływem temperatury. Zaimplementowali także malutkie rurki wykonane z atomów węgla, które pochłaniają wodę i śledzą poziom wilgotności.

– Zaprojektowaliśmy to urządzenie tak, aby mierzyło różne sygnały niezależnie, bez ich wzajemnego zakłócania, zapewniając znacznie wyraźniejszy i dokładniejszy obraz tego, co się dzieje – powiedział Libo Gao z Xiamen University w Chinach, współautor publikacji.

Testy

Urządzenie to jedno, ale do analizy zebranych przez nie danych badacze wyszkolili model sztucznej inteligencji. Następnie zaprosili do testów osiem osób. Ich zadaniem było zaprezentowanie mimiki twarzy gdy są: szczęśliwi, zaskoczeni, zasmuceni, boją się, są rozgniewani lub się czegoś brzydzą. Każdą emocję uczestnicy prezentowali 100 razy. W tym czasie urządzenie śledziło ich mimikę. Dane te uczeni przesłali do szkolonego modelu SI, by pokazać mu korelację określonych wyrazów twarzy z różnymi emocjami.

W kolejnych testach urządzenie śledziło prawdziwe emocje uczestników badań, podczas gdy oglądali oni specjalnie zaprojektowane do wywoływania różnorakich emocji krótkie filmy. Urządzenie identyfikowało emocje z dokładnością 89 proc.

Potencjalne zastosowania

Cheng zauważył, że urządzenie otwiera również drzwi dla innych systemów diagnostyki chorób i terapii opartych na sztucznej inteligencji, wykraczających poza samo rozpoznawanie emocji. Urządzenie może znaleźć zastosowanie chociażby w celu lepszego zrozumienia stanu psychicznego i emocjonalnego pacjentów niewerbalnych, lepszej identyfikacji objawów behawioralnych i psychologicznych demencji oraz rozpoznawania przedawkowania opioidów.

Dodał, że technologia ta może być pewnego dnia wykorzystywana nawet do monitorowania przewlekłych ran i leczenia chorób, a także do śledzenia postępu chorób neurodegeneracyjnych i wyników sportowych. – Choć urządzenie jest jeszcze w fazie badań i rozwoju, stanowi ono znaczący krok naprzód w naszej zdolności do monitorowania i rozumienia ludzkich emocji, potencjalnie torując drogę bardziej proaktywnym i spersonalizowanym podejściom do opieki nad zdrowiem psychicznym – zaznaczył Cheng.

Źródło: Pennsylvania State University, fot. Courtesy Yangbo Yuan / Penn State