如何从皮肤中阅读你的情绪 How to read your mood from your skin

我们每天都会有各种各样的情绪,有开心,有失落,有激动,有苦闷…… 这些情绪也在不断地影响着我们的行为,让我们在作出购买决策、技术使用以及影响客户沟通等方面。

多年来,情绪追踪一直是人机工程学领域的一项重要研究指标,实时、准确地掌握用户情绪,对于人机系统的设计和改进具有现实意义。

近日,由兰卡斯特大学计算与通信学院的Corina Sas教授领导的一个国际研究团队开发了一种创新的方式,来解读我们皮肤电导产生的生物信号。

研究人员通过腕式可穿戴传感器设备采集人体皮肤生物学数据,并开发了一个可视化的系统界面,以彩色、变化的图案来描绘佩戴者皮肤电导率和运动信号的实时状态。该系统能够告诉用户,自己的压力水平如何,以帮助用户在运动中达到好的状态,并允许用户跟踪自己的情绪变化。

这项研究题为Ambiguity as a Resource to inform Proto-Practices: The Case of Skin的研究论文,发表在ACM旗舰期刊《人机交互学报》(Transactions in Computer-Human Interaction, ToCHI)上,并将在2020年的CHI大会上发表。

藏在皮肤中的秘密

人的情绪变化总是伴随一系列生理反应,如呼吸、血压、脉搏、腺体分泌等生理变化。而皮肤电导率作为衡量人体出汗多少的指标,能够反映出人体的情绪和生理反应,因此常用作测量情绪变化的生理指标,而这项指标也是测谎仪等技术的基础。

自法国心理学家 Fran ois Vigouroux 在 1879 年发现 “ 皮肤电反射 ” (galvanic skin reflex)以来,皮电这项生物信号一直被广泛用来作为探查人类生理心理活动过程的手段,同时也作为评价人的意向活动、唤醒水平和情绪反应等的一种指标,尤其对影响人的心理活动和人体健康和疾病有重要关系的情绪反应。

在目前还没有更好的指标可以测定情绪反应的强度、持续时间和频率的情况下,皮电信号仍是研究人类情绪的一种重要手段。正是基于这一原因,各领域研究人员也在不停地探索基于生物信号准确分析情绪等人体特性的设备。

斯德哥尔摩皇家理工学院(KTH)的高级研究员、该研究的首席研究员Pedro Sanches博士说:“我们的身体会产生各种可以测量的信号。多年来,许多测量这些生物信号的有用设备如雨后春笋般涌现出来,比如用于运动场合的心率监测仪。然而,还有一些其他领域的生物信号数据还尚未完全开发,比如皮肤电导或排汗水平。要了解这类生物信号并非易事,人们对这类信息并不熟悉,也不清楚如何使用这些信息,或者与呈现这些生物信号的设备进行交互。”

为了探寻藏在人体皮肤中的奥秘,研究人员采用飞利浦 DTI-2 腕式可穿戴传感器设备作为人体生物信号终端采集设备,该设备通过皮肤电导传感器测量人体唤醒水平,通过三轴加速度计测量运动信号,并通过蓝牙向手机传输实时的 GSR 和加速度计数据。

研究人员在智能手机上设计了一款移动应用,该应用提供了一个开放性的界面,以彩色螺旋图形的形式实时显示佩戴者唤醒水平的信息,并记录数据,来邀请用户进行解读和回顾,应用名为“Affective Health”。

Affective Health 手环及手机应用APP(红色表示高唤醒度,蓝色表示低唤醒度,中间含唤醒度不等的背景色)

该系统通过可视化界面,以彩色、变化的螺旋形来描绘佩戴者皮肤电导率和运动信号的实时状态,可供用户实时观察,而且可放大时间尺度,回顾历史记录。该系统还能够会告诉用户,自己的压力水平如何,帮助用户在运动中达到好的状态,并允许用户跟踪情绪变化。

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