کشف حسگر جدید احساسات واقعی با دقت فوق‌العاده

1

احساسات درونی ما همیشه با چیزی که در ظاهر نشان می‌دهیم یکسان نیست. افراد اغلب می‌گویند حالشان خوب است، در حالی که درونشان احساس آشفتگی می‌کنند؛ عادتی رایج که می‌تواند منجر به مشکلات روانی مانند اضطراب یا حملات پانیک شود.

شناسایی این احساسات پنهان همیشه آسان نیست، به ویژه برای ارائه‌دهندگان خدمات درمانی که در تلاش برای کمک هستند.

کشف جدید: استیکر کشسان و قابل شارژ برای شناسایی احساسات

در یک مطالعه پیشگامانه، پژوهشگران دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا (Penn State) موفق به ساخت برچسبی کشسان و قابل شارژ شده‌اند که می‌تواند سیگنال‌های احساسی بدن، از جمله تغییرات ضربان قلب و دمای پوست را شناسایی کند.

این دستگاه راهکاری ارائه می‌دهد تا فراتر از حالت‌های چهره پیش برویم و درک دقیق‌تری از احساس واقعی افراد به دست آوریم.

ردیابی احساسات زیر سطح پوست

تجزیه و تحلیل چندگانه برای درک بهتر احساسات

دکتر هوآنیو “لری” چنگ، استاد مهندسی علوم و مکانیک در Penn State، می‌گوید:

«این روشی جدید و بهبودیافته برای درک احساسات ماست که با نگاه به چندین سیگنال بدنی به طور همزمان انجام می‌شود. تکیه تنها بر حالت‌های چهره برای درک احساسات می‌تواند گمراه‌کننده باشد. افراد اغلب احساسات واقعی خود را به صورت ظاهری نشان نمی‌دهند. به همین دلیل ما تحلیل حالت چهره را با سیگنال‌های فیزیولوژیکی دیگر ترکیب کرده‌ایم که در نهایت به نظارت و پشتیبانی بهتر سلامت روان منجر خواهد شد.»

سنسورهایی با عملکرد مستقل

این برچسب چندین شاخص مرتبط با وضعیت احساسی را پیگیری می‌کند، از جمله:

• دمای پوست
• ضربان قلب
• رطوبت
• سطح اکسیژن خون

حسگرها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که هر کدام به صورت مستقل عمل کنند، به طوری که اندازه‌گیری هر متغیر دقت خود را حفظ کرده و بر دیگری تأثیر نگذارد.

تشخیص واکنش‌های احساسی واقعی از جعلی

ترکیب داده‌های چهره و بدن

این برچسب همچنین از داده‌های حالت چهره استفاده می‌کند و آن را با سیگنال‌های بدن مقایسه می‌کند تا بین واکنش احساسی واقعی و ساختگی تفاوت قائل شود.

داده‌ها به صورت بی‌سیم به دستگاه‌های موبایل یا فضای ابری ارسال می‌شوند، جایی که می‌توانند به پزشکان برای ارزیابی از راه دور بیماران کمک کنند. مهم‌تر اینکه، این دستگاه فقط سیگنال‌ها را جمع‌آوری می‌کند و داده‌های شخصی را ذخیره نمی‌کند تا حریم خصوصی کاربران حفظ شود.

اهمیت در حوزه سلامت روان

یانگبو یوان، دانشجوی دکترای مهندسی علوم و مکانیک و یکی از نویسندگان مقاله، توضیح می‌دهد:

«این فناوری پتانسیل کمک به افرادی را دارد که با سلامت روانی خود دست و پنجه نرم می‌کنند، اما شاید با دیگران یا حتی با خودشان درباره میزان مشکل‌شان کاملاً صادق نباشند.»

درک بهتر زمینه‌های احساسی با استفاده از فناوری

تفاوت‌های فرهنگی و شخصیتی در بروز احساسات

برخی افراد ممکن است آرام به نظر برسند، در حالی که در واقع بسیار مضطرب هستند. برخی دیگر ممکن است به راحتی نشانه‌های آشکاری از آشفتگی نشان دهند.

چنگ در این رابطه می‌گوید:

«با ثبت این سیگنال‌ها، می‌توان مشکلاتی مانند اضطراب یا افسردگی را در مراحل اولیه تشخیص داد.»

طراحی فنی برچسب احساسی

ساختار انعطاف‌پذیر و مقاوم

این برچسب به اندازه یک چسب زخم است و می‌تواند بدون شکستن خم شود یا کشیده شود. تیم پژوهشی از لایه‌های نازک فلزات انعطاف‌پذیر مانند پلاتین و طلا استفاده کرده‌اند که به صورت الگوهای موجی بریده شده‌اند تا انعطاف‌پذیری را حفظ کنند.

ترکیب مواد پیشرفته

علاوه بر این:

• موادی که به تغییرات دما واکنش نشان می‌دهند اضافه شده‌اند.
• لوله‌های نانوتیوب کربنی برای شناسایی رطوبت به کار گرفته شده‌اند.

برای اطمینان از دقت عملکرد:

• حسگرهای دما و رطوبت با یک لایه پشتی سخت محافظت شده‌اند تا از کشیده شدن جلوگیری شود.
• لایه‌های ضدآب حسگرها را از رطوبت خارجی مصون می‌دارند.

لیبو گائو، استاد دانشگاه شیامن و یکی از نویسندگان مطالعه، می‌گوید:

«ما این دستگاه را طوری مهندسی کرده‌ایم که بتواند این سیگنال‌های مختلف را به طور مستقل اندازه‌گیری کند، بدون اینکه یکدیگر را مختل کنند. این موضوع تصویر بسیار واضح‌تر و دقیق‌تری از آنچه در زیر سطح اتفاق می‌افتد، ارائه می‌دهد.»

هوش مصنوعی در خدمت تحلیل احساسات

آموزش هوش مصنوعی برای تمایز بین احساسات واقعی و ساختگی

تیم تحقیقاتی هوش مصنوعی را آموزش دادند تا احساسات واقعی و مصنوعی را تشخیص دهد. آن‌ها از هشت شرکت‌کننده خواستند شش حالت چهره رایج – شادی، شگفتی، ترس، غم، عصبانیت و انزجار – را هر کدام صد بار اجرا کنند.

داده‌های حرکتی ثبت شده برای آموزش هوش مصنوعی استفاده شد. سپس سه شرکت‌کننده جدید برای آزمایش سیستم اضافه شدند. این هوش مصنوعی توانست احساسات ساختگی را با دقت بیش از ۹۶ درصد شناسایی کند.

تشخیص احساسات واقعی

برای ارزیابی احساسات واقعی، همان شرکت‌کنندگان ویدیوهایی تماشاکردند که احساسات مختلفی را تحریک می‌کرد. دستگاه تغییرات احساسی را با دقت تقریبی ۸۹ درصد شناسایی کرد.

مطابقت تغییرات فیزیولوژیکی با احساسات

افزایش ضربان قلب و دمای پوست به طور مؤثر با واکنش‌هایی مانند عصبانیت یا شگفتی همبستگی داشت.

آینده حسگرهای احساسات انسانی

استفاده در حوزه مراقبت سلامت از راه دور

این حسگر احساسی می‌تواند به ابزاری ارزشمند در پزشکی از راه دور تبدیل شود. از آنجایی که داده‌ها را به صورت بی‌سیم ارسال می‌کند، پزشکان در آینده می‌توانند از راه دور وضعیت بیماران را بررسی کنند.

چنگ در این باره می‌گوید:

«این حسگر می‌تواند نقش حیاتی در پر کردن شکاف‌های دسترسی به خدمات درمانی ایفا کند. با توجه به افزایش استرس در جامعه مدرن، توانایی نظارت بر احساسات می‌تواند شاخص‌های اولیه بیماری‌های ناتوان‌کننده را فراهم کند و امکان پشتیبانی پیشگیرانه را فراهم آورد.»

کاربردهای گسترده‌تر فناوری

تیم پژوهشی معتقد است که این فناوری می‌تواند در موارد زیر نیز مفید واقع شود:

• درک پاسخ‌های احساسی بیماران غیرکلامی
• شناسایی علائم اولیه زوال عقل
• پایش عملکرد ورزشی
• تسریع بهبودی زخم‌ها
• کمک به شناسایی اوردوز یا پیگیری روند بیماری‌های عصبی تخریب‌کننده

چنگ نتیجه‌گیری می‌کند:

«گرچه این دستگاه هنوز در مرحله تحقیق و توسعه است، اما گامی مهم در جهت توانایی ما برای نظارت و درک احساسات انسانی به شمار می‌رود که می‌تواند راه را برای رویکردهای سلامت روانی پیشگیرانه و شخصی‌تر هموار کند.»

مطالعه کامل در مجله Nano Letters منتشر شده است.