山东
IT之家 4 月 22 日消息，在现代社会中，人们常常在表达情绪时隐藏真实的感受，这种行为虽然常见，但长期压抑情绪可能会引发严重的心理问题，如焦虑或惊恐发作。为了帮助医疗专业人员更好地识别真实情绪，宾州州立大学领导的研究团队开发了一种可拉伸、可充电的贴片式设备，能够通过测量皮肤温度、心率等生理信号来检测真实情绪，即使用户表面上装作若无其事。
该研究团队最近在《Nano Letters》期刊上发表了一项研究，展示了这款可穿戴贴片，该贴片能够同时准确追踪多种情绪信号。仅依靠面部表情来理解情绪可能会产生误导，因为人们往往不会明显表现出他们的真实感受。因此，该设备结合了面部表情分析和其他重要的生理信号，最终将有助于更好的心理健康监测和支持。
据IT之家了解，这款类似贴纸的贴片可以追踪与情绪状态相关的多种生理反应，如皮肤温度、湿度、心率和血氧水平。该设备的传感器被设计为独立工作，最大限度地减少不同测量之间的干扰。通过结合生理信号分析和面部表情数据，该设备能够更好地区分真实情绪和伪装的情绪。其还能将实时测量的数据无线传输到移动设备和云端，临床医生可以利用这些数据更好地远程评估患者的状况。该设备仅记录信号，不记录个人信息，从而通过设计保护了个人隐私。
这项技术有潜力帮助那些在心理健康方面挣扎，但可能没有完全对他人甚至自己诚实表达困境的人。此外，收集的数据还可以帮助弥合文化或社会差异，这些差异可能会表现为一个人在医疗专业人员面前表现得更内敛或更外向。通过追踪这些信号，有可能更早地检测到焦虑或抑郁等问题的发展。
研究人员通过将薄层的柔性金属（如铂和金）折叠并切割成波浪形状来制造这种可拉伸的、创可贴大小的设备，这种设计即使在拉伸或扭曲时也能保持灵敏度。他们还使用了会随温度变化而改变电流流动的材料层，并内置了由碳原子构成的空心管，用于吸收水分并追踪湿度水平。此外，多个传感器被设计和放置在设备上，以避免相互干扰。例如，研究人员在温度和湿度传感器下方放置了一层刚性材料，以保护它们免受面部表情传感器所经历的拉伸影响。研究人员还使用了防水层来保护温度和应变传感器免受湿度影响。
接下来，研究团队训练了一个人工智能（AI）模型来识别和理解表演和真实人类情绪的迹象。研究人员招募了八名参与者（这是试点研究的常见样本量），让他们表演六种常见的面部表情：快乐、惊讶、恐惧、悲伤、愤怒和厌恶。参与者每种情绪表情表演了 100 次，而设备追踪了他们的动作。研究人员随后将这些数据输入 AI 模型，训练它将特定的面部动作与不同情绪相关联。之后，他们又招募了三名额外的参与者来进一步评估模型的能力。该模型对表演的面部表情分类的准确率达到了 96.28%。
在追踪真实情绪方面，研究人员测试了该设备在参与者观看旨在引发情绪的视频片段时追踪心理反应的能力。设备正确识别情绪的准确率达到了 88.83%，传感器确认心理反应与已知的情绪与心理反应之间的联系一致，例如在惊讶和愤怒时皮肤温度和心率的升高。
值得一提的是，该设备能够无线传输数据，这意味着医疗专业人员可以远程监测个体，并通过远程医疗提供及时的情绪支持。该设备还为其他人工智能（AI）驱动的疾病诊断和治疗系统打开了大门，而不仅仅是情绪识别，该技术可能有潜力帮助临床医生更好地了解非语言患者的身心状态，更准确地识别痴呆症的行为和心理症状，以及识别阿片类药物过量等情况。此外，该技术未来甚至可以用于慢性伤口监测和疾病管理，以及追踪神经退行性疾病进展和运动员表现。
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