A Penn State Egyetem tudósai feltaláltak egy matricát, amely közel 90%-os pontossággal sikeresen azonosítja az emberi érzelmeket. Az új matrica számos biológiai jel, többek között a hőmérséklet és a pulzusszám értelmezésére szolgál, és segíthet a kommunikációs nehézségekkel küzdő embereket kezelő orvosoknak, vagy a komplex érzelmi állapotokat kezelő pszichiátriai szakembereknek.„Ez egy új és továbbfejlesztett módja az érzelmeink megértésének azáltal, hogy egyszerre több testi jelet vizsgálunk” – mondta Huanyu „Larry” Cheng, a Penn State mérnöki tudományok és mechanika tanszékének docense, a csapat munkáját ismertető tanulmány vezető szerzője .Amikor a huszadik század közepén megjelentek az olyan újdonságok, mint a hangulatgyűrűk vagy az érzelmeket jelző karkötők, ezek viszonylag egyszerű eszközök voltak, amelyek a testhőmérséklet változásától függően változtatták a színüket. Bár szórakoztató figyelemelterelésnek számítottak, ezek az eszközök messze nem voltak pontosak a valódi emberi érzelmek értelmezésében.Az utóbbi időben a tudósok olyan módszereket keresnek, amelyekkel az egyes érzelmi állapotokat elemezhetik és megfejthetik azon túl, hogy egyszerűen megkérdezik a betegeket, hogyan érzik magukat. Egyesek azt vizsgálták, hogy az elfogyasztott étel milyen szerepet játszik az érzelmekben , míg mások az érzelmeket a forrásuknál kutatják . A technológia és az emberi érzelmek integrálására irányuló gyakorlatiasabb kísérletek közé tartozik egy olyan alkalmazás tervezése, amely csökkenti a negatív gondolatokat , az agyszkennelés használata az emberek gondolatainak olvasására , vagy akár a pszichológia felhasználásának kísérletei a kibertámadások elleni védekezésben .A Nano Letters című folyóiratban megjelent új tanulmányban a Penn State tudósai új szintre emelték ezeket a megközelítéseket azáltal, hogy fizikai válaszokat mérnek az érzelmi állapotok értelmezéséhez. A korábbi, az emberi érzelmek olvasására irányuló, a bőr vagy az arckifejezések elektromos tulajdonságaira támaszkodó erőfeszítésekkel ellentétben ez a megközelítés több különböző bemenetet használ az érzelmi állapotok legteljesebb és legpontosabb értelmezéséhez.„Csak az arckifejezésekre hagyatkozni az érzelmek megértésében félrevezető lehet” – magyarázta Cheng. „Az emberek gyakran nem mutatják ki láthatóan, hogy valójában mit éreznek, ezért kombináljuk az arckifejezés-elemzést más fontos fiziológiai jelekkel, ami végső soron jobb mentális egészségfigyeléshez és támogatáshoz vezet.”Az új találmány mögött álló kutatócsoport közleménye szerint a megközelítésük egy sor matricaszerű tapaszt foglal magában, amelyek közvetlenül a bőrre rögzülnek. A hullámszerű formákra vágott, rugalmas fémek, például platina és arany rétegeiből készült eszköz nyújtás vagy húzás közben is megőrzi teljesítményét és vezetőképességét.A készüléket több réteg anyagból építették, amelyek a hőmérséklet változásával megváltoztathatják az elektromosság áramlását. A testhőmérséklet mellett a tapasz érzékelőkkel is fel van szerelve, amelyek a páratartalmat, a pulzusszámot és a vér oxigénszintjét mérik, amelyek a kutatók szerint „érzelmi állapotokkal függnek össze”. Ezek közé tartoznak a szénatomokból készült üreges nanocsövek, amelyek közvetlenül képesek érzékelni a páratartalmat.Ezen biometrikus érzékelők kiegészítéseként a rendszer egy különálló, közvetlenül az arcra rögzített tapaszt is tartalmaz. Az arckifejezési adatok gyűjtése és fiziológiai adatokkal kombinált elemzése révén a csapat szerint rendszerük „jobban képes megkülönböztetni a valódi érzelmeket a cselekedetek által kiváltottaktól”. Figyelemre méltó, hogy a csapat úgy tervezte meg eszközét, hogy az összes érzékelő külön-külön működjön, és ne befolyásolja őket a többi beépített érzékelő. Ez a kialakítás növeli a pontosabb érzelmi diagnózis esélyét.
„Úgy terveztük ezt az eszközt, hogy ezeket a különböző jeleket egymástól függetlenül mérje, anélkül, hogy azok interferálnának egymással, így sokkal tisztább és pontosabb képet adva arról, hogy mi történik a felszín alatt” – mondta Libo Gao, a tanulmány társszerzője és a Xiamen Egyetem docense.Végül, a szenzorkészlet mellett a csapat egy vezeték nélküli interfésszel is felszerelte az érzelemolvasó tapaszát, amely közvetlenül a felhőbe küldi az adatokat, hogy a klinikusok gyorsan megvizsgálhassák és kiértékelhessék. A csapat szerint az eszköz nem gyűjt semmilyen személyes adatot, így segítve a felhasználókat az adatvédelem megőrzésében.A készülék pontosságának teszteléséhez a kutatók nyolc önkéntest toboroztak. Minden önkéntest arra kértek, hogy „adjon elő” hat gyakori arckifejezést, amelyek különböző, egyéni érzelmi állapotokat ábrázolnak: boldogság, meglepetés, félelem, szomorúság, harag és undor. Miután minden érzelmi állapotot 100-szor eljátszottak, a csapat betáplálta az adatokat egy speciálisan programozott mesterséges intelligencia modellbe, amelyet kifejezetten az emberi érzelmek külső jeleinek észlelésére és értelmezésére terveztek.Amikor a csapat további három önkéntest kért meg, hogy a hat érzelem bemutatásával erősítsék meg munkájukat, a készülék 96,28%-os pontossággal tudta osztályozni azokat. A csapat mégis kíváncsi volt, hogyan értelmezi a rendszerük a tényleges érzelmeket a bemutatott érzelmek helyett. Ez azt jelentette, hogy ugyanazoknak az önkénteseknek egy sor videoklipet mutattak be, amelyek specifikus érzelmi válaszokat kívántak kiváltani.A csapat közleménye szerint az eszköz a videoklipek során ténylegesen tapasztalt érzelmi állapotok 88,83%-át pontosan azonosította. Az eszköz integrált érzékelői megerősítették ezeket az adatokat, kimutatva, hogy „a pszichológiai válaszok összhangban voltak az érzelmek és a pszichológiai reakciók közötti ismert összefüggésekkel, például a bőr hőmérsékletének és a pulzusszámnak a megemelkedésével meglepetés és düh esetén”.Bár az eszköz kereskedelmi forgalomban nem kapható, a csapat szerint értékes lehet számos klinikai környezetben. Például segíthet az ápolóknak a beszélni nem tudó betegekkel való kommunikációban. Az eszköz a mentális egészségügyi problémákkal vagy az őszinteséggel küzdő betegeknek is segítséget nyújthat.„Ez a technológia segíthet azoknak az embereknek, akik mentális problémákkal küzdenek, de talán nem teljesen őszinték másokkal vagy akár önmagukkal azzal kapcsolatban, hogy mennyire küzdenek” – mondta Yangbo Yuan, a tanulmány társszerzője és a Penn State mérnöki tudományokat és mechanikát tanuló doktorandusz hallgatója.„Ez az érzékelő létfontosságú szerepet játszhat az ellátáshoz való hozzáférésbeli hiányosságok áthidalásában” – tette hozzá Cheng. „Tekintettel a modern társadalomban növekvő stressz-szintre, az érzelmek monitorozásának képessége korai jelzéseket adhat a legyengítő állapotokról, és lehetővé teheti a proaktív támogatást.”A csapat úgy véli, hogy eszközük segíthet áthidalni azokat a „kulturális vagy társadalmi szakadékokat”, amelyek megnehezítik a gondozók számára az érzelmi állapotuk értelmezését. A csapat a megelőző ellátásban is lát lehetőséget. Cheng szerint az emberi érzelmekhez kapcsolódó biológiai jelek nyomon követésével „lehetséges lehet olyan problémákat, mint a szorongás vagy a depresszió, korábban felismerni a progressziójuk során”.„Bár még a kutatási és fejlesztési fázisban van, ez az eszköz jelentős lépést jelent az emberi érzelmek monitorozásának és megértésének képességében, és potenciálisan utat nyithat a proaktívabb és személyre szabottabb mentális egészségügyi ellátáshoz való hozzáállás előtt” – mondta Cheng.
