Hightech sticker kan echte menselijke emoties identificeren

Het ene ding zeggen terwijl je een ander voelt, maakt deel uit van het menselijk zijn, maar het bottelen van emoties kan ernstige psychologische gevolgen hebben, zoals angst of paniekaanvallen. Om zorgverleners te helpen het verschil te vertellen, heeft een team geleid door wetenschappers van Penn State een rekbare, oplaadbare sticker gecreëerd die echte emoties kan detecteren – door dingen als huidtemperatuur en hartslag te meten – zelfs wanneer gebruikers een dapper gezicht opzetten.

De onderzoekers onthulden onlangs de draagbare patch die tegelijkertijd en nauwkeurig meerdere emotionele signalen in een onderzoek kan volgen gepubliceerd in het dagboek Nano letters.

“Dit is een nieuwe en verbeterde manier om onze emoties te begrijpen door meteen naar meerdere lichaamssignalen te kijken,” zei Huanyu “Larry” Cheng, de James L. Henderson, Jr. Memorial University Professor of Engineering Science and Mechanics bij Penn State en hoofdauteur van de paper.

“Alleen vertrouwen op gezichtsuitdrukkingen om emoties te begrijpen, kunnen misleidend zijn. Mensen laten vaak niet zichtbaar zien hoe ze zich echt voelen, dus daarom combineren we gezichtsuitdrukkingsanalyse met andere belangrijke fysiologische signalen, die uiteindelijk zullen leiden tot betere monitoring en ondersteuning van de geestelijke gezondheidszorg.”

De sticker-achtige patch volgt een reeks fysiologische reacties, zoals huidtemperatuur, vochtigheid, hartslag en bloedzuurstofniveaus, die worden geassocieerd met emotionele toestanden. Het belangrijkste is dat Cheng uitlegde, de sensoren van het apparaat zijn ontworpen om onafhankelijk te werken, waardoor elke interferentie tussen de verschillende metingen wordt geminimaliseerd.

Het apparaat combineert de analyse van de fysiologische signalen met gegevens over gezichtsuitdrukkingen om beter te onderscheiden tussen echte emoties en geacteerde. Vervolgens verzendt het draadloos de realtime gemeten gegevens naar mobiele apparaten en de cloud, waar clinici het mogelijk kunnen gebruiken om patiënten vrijwel beter te beoordelen. Het apparaat registreert geen persoonlijke informatie, alleen signalen, legde Cheng uit, wat betekent dat persoonlijke privacy wordt beschermd door het ontwerp van het apparaat.

“Deze technologie heeft het potentieel om mensen te helpen die worstelen met hun geestelijke gezondheid, maar misschien niet volledig eerlijk zijn tegenover anderen of zelfs zichzelf over hoeveel ze worstelen”, zei Yangbo Yuan, co-auteur van de paper en doctoraatsstudent bij Penn State die technische wetenschap en mechanica studeert.

Cheng legde uit dat de verzamelde gegevens ook kunnen helpen bij het overbruggen van culturele of sociale hiaten, die zich kunnen manifesteren als een persoon die stoïcijner of expressiever lijkt voor hun zorgverleners: “Door deze signalen bij te houden, zou het mogelijk kunnen zijn om problemen zoals angst of depressie eerder in de progressie te detecteren.”

De onderzoekers bouwden het rekbare apparaat van de band-hulp door dunne lagen flexibele metalen zoals platina en goud samen te vouwen en ze in golfachtige vormen te snijden die de gevoeligheid behouden, zelfs wanneer ze worden getrokken of gedraaid. Ze gebruikten ook lagen materialen die de stroom van elektrische stroom met temperatuur veranderen en ingebouwd in holle buizen gemaakt van koolstofatomen, die water absorberen en vochtigheidsniveaus volgen.

De meerdere sensoren zijn zo ontworpen en op het apparaat geplaatst dat ze elkaars metingen niet zouden verstoren. De onderzoekers plaatsen bijvoorbeeld een rigide laag onder de temperatuur- en vochtigheidssensoren om ze te beschermen tegen het uitrekken dat de gezichtsuitdrukkingssensoren zouden ervaren. Ze gebruikten ook een waterdichte laag om de temperatuur te beschermen en sensoren tegen vochtigheid te beschermen.

“We hebben dit apparaat ontworpen om deze verschillende signalen onafhankelijk te meten, zonder dat ze elkaar bemoeien met een veel duidelijker en nauwkeuriger beeld van wat er onder de oppervlakte gebeurt,” zei Libo Gao, co-correspondende auteur op het papier en universitair hoofddocent aan de Xiamen University.

Vervolgens trainde het team een ​​kunstmatige intelligentie (AI) -model om tekenen van uitgevoerde en echte menselijke emoties te lezen en te begrijpen. De onderzoekers rekruteerden acht mensen, een gemeenschappelijke steekproefomvang voor pilootstudies, om zes gemeenschappelijke gezichtsuitdrukkingen uit te voeren: geluk, verrassing, angst, verdriet, woede en walging.

De deelnemers toonden elke emotionele expressie 100 keer terwijl het apparaat hun beweging volgde. De onderzoekers gaven deze gegevens vervolgens aan een AI -model en trainen deze om specifieke gezichtsbewegingen te correleren met verschillende emoties. Vervolgens rekruteerden ze nog eens drie deelnemers om de capaciteiten van het model verder te evalueren. IT -geclassificeerde uitgevoerd gezichtsuitdrukkingen met 96,28% nauwkeurigheid.

Als het ging om het volgen van echte emoties, testten de onderzoekers hoe goed het apparaat de psychologische reacties van dezelfde deelnemers volgde als ze keken naar videoclips die zijn ontworpen om emoties op te wekken. Het apparaat identificeerde de emoties correct met een nauwkeurigheid van 88,83%, waarbij de sensoren bevestigden dat de psychologische reacties consistent waren met bekende verbanden tussen emoties en psychologische reacties, zoals verhogingen van de huidtemperatuur en hartslag tijdens verrassing en woede.

Cheng merkte op dat het vermogen om de gegevens draadloos te verzenden, betekent dat professionals in de gezondheidszorg individuen op afstand kunnen volgen en tijdige emotionele ondersteuning kunnen bieden door telegeneeskunde.

“Deze sensor kan een vitale functie dienen bij het overbruggen van gaten in de toegang tot zorg,” zei hij. “Gezien de stijgende stressniveaus in de moderne samenleving, kan het vermogen om emoties te controleren vroege indicatoren van slopende omstandigheden bieden en proactieve ondersteuning mogelijk maken.”

Hij legde uit dat het apparaat ook de deur opent voor andere systemen voor kunstmatige intelligentie (AI) gediagnosticeerde diagnostiek en therapeutica die verder gaan dan alleen emotieherkenning. Hij merkte op dat er mogelijke toepassingen voor clinici kunnen zijn om de mentale en emotionele toestand van non-verbale patiënten beter te begrijpen, gedrags- en psychologische symptomen van dementie beter te identificeren en opioïde overdosis te herkennen.

De technologie zou op een dag zelfs kunnen worden gebruikt voor chronische wondmonitoring en ziektebeheer, voegde hij eraan toe, evenals het volgen van neurodegeneratieve ziekteprogressie en atletische prestaties.

“In de fase van onderzoek en ontwikkeling is dit apparaat een belangrijke stap voorwaarts in ons vermogen om menselijke emoties te controleren en te begrijpen, waardoor de weg mogelijk wordt gepaard voor meer proactieve en gepersonaliseerde benaderingen van geestelijke gezondheidszorg,” zei Cheng.