本报讯 为帮助医疗保健人员分辨真实情绪，研究人员开发了一种可拉伸、可充电的贴片，即使使用者强装镇定，它也能通过测量皮肤温度、心率等指标检测出真实的情绪。近日，相关研究成果发表于《纳米快报》。
“同时观察多个身体信号，是理解情绪的一种新方法。”美国宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系副教授Huanyu Cheng表示，“面部表情可能对情绪判断产生误导。人们通常不会外露真实感受，因此我们将面部表情分析与其他关键生理信号结合，最终实现了更精确的心理健康监测与支持。”
这种贴片设备将生理信号分析与面部表情数据结合，以更好区分真实情绪与表演情绪，随后通过无线方式将实时数据传至移动设备和云端。Cheng强调，设备仅记录信号而非个人信息，从而保护了隐私。
“这项技术有望帮助那些遭受心理困扰却不愿袒露心扉的人群。”宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系博士生Yangbo Yuan表示。
Cheng指出，收集的数据可弥合文化或社会差异，例如，患者对医护人员表现出过度克制或情绪化倾向。通过持续追踪这些信号，可能更早发现焦虑或抑郁等问题。
研究人员通过折叠铂金、黄金等柔性金属薄层，将其切割成波浪形结构，确保设备拉伸扭曲时仍保持灵敏度。他们还使用随温度改变电流的材料层，并内置碳原子构成的空心管以吸收水分、追踪湿度。多种传感器的布局经过精心设计以避免相互干扰。
团队随后训练人工智能（AI）模型识别真实与表演情绪。研究招募8人做出6种基本表情：快乐、惊讶、恐惧、悲伤、愤怒和厌恶。
参与者在设备追踪下各表演100次表情，数据被输入AI模型，训练其关联特定面部动作与情绪。另招募3人进一步测试模型性能，结果显示，其对表演的表情分类准确率达96.28%。
在真实情绪测试中，设备追踪了参与者观看视频时的心理反应。该设备识别情绪的准确率达88.83%，传感器数据验证了生理反应与已知情绪关联的一致性。
Cheng指出，该设备还为AI驱动的疾病诊断与治疗开辟了新路径，例如辅助临床医生理解非言语患者的心理状态、识别痴呆症行为症状、检测阿片类药物过量等，未来可能用于慢性伤口监测、神经退行性疾病进展追踪及运动员表现分析。
“尽管处于研发阶段，该设备仍是情绪监测与理解领域的重大进步，有望推动心理健康护理向主动化、个性化迈进。”Cheng总结说。
（李木子）
相关论文信息：
10.1021/acs.nanolett.4c06392
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