全球首个！机器比人更懂你，可穿戴情感识别系统登上Nature子刊

来源：一起来护肤发布时间：2024-02-27 20:45

全球首个！机器比人更懂你，可穿戴情感识别系统登上Nature子刊

你懂他/她吗？他/她懂你吗？你是否经常因为无法共情他人，或者被共情而苦恼？

人类情感是一种复杂而多变的心理状态，常常隐藏在“面具”之下，难以被他人准确理解。尽管面部表情、语言语调等非语言信号提供了一些线索，但仍然存在着许多挑战，使得人类之间的情感交流变得复杂而模糊。

随着科技的不断进步和人类对于智能化系统的需求日益增长，情感识别技术作为人机交互领域的重要组成部分，正受到越来越多的关注。

传统的情感识别技术主要基于面部表情、语音语调等人类非语言交流方式进行分析，然而，这些方法往往受到环境条件、个体差异等因素的限制，难以实现准确而高效的情感识别。

由于情绪、心情和感觉等人类情感的抽象性和模糊性，理解和准确提取情感信息一直是个难题。

因此，寻求一种能够在各种环境下实现准确情感识别的新途径已然成为当前研究的重点之一。

近日，来自蔚山科学技术院、南洋理工大学的研究团队，提出了全球首个实时可穿戴人类情感识别技术，并开发了一种多模态人类情感识别系统，该系统结合了语言和非语言表达数据，可有效利用全面的情绪信息。

相关研究论文以“Encoding of multi-modal emotional information via personalized skin-integrated wireless facial interface”为题，已发表在科学期刊 Nature Communications 上。

据介绍，该系统的核心是个性化皮肤集成面部界面（Self-powered Skin-interfaced Facial and Vocal Emotion Recognition Interface，PSiFI）系统，该技术基于自供电的摩擦电原理，通过特制的传感器单元，能够同时感知面部和声音表达所产生的信号，从而实现对人类情感的准确识别。

该论文的第一作者 Jin Pyo Lee 表示：“有了这个系统，只需几个学习步骤，无需复杂的测量设备，就能实现实时情感识别。这为未来的便携式情感识别设备和下一代基于情感的数字平台服务提供了可能性。”

此外，研究团队还将该系统应用于 VR 环境（智能家居、私人影院和智能办公室等），通过识别个人在不同情况下的情绪，提供个性化的音乐、电影和书籍推荐。

准确识别面部表情和声音

PSiFI 技术是一种基于生理信号的面部和声音表情感知界面。该技术利用 PDMS 和 PEDOT:PSS 等柔性、透明、可加工的材料构建传感器单元，用于捕捉人体面部和声音等生理信号，实现对情感状态的识别和监测。

其中，PDMS 具有出色的柔软性和透明性，PEDOT:PSS 导电层可提供良好的电导性，这两者是构建 PSiFI 系统的关键材料。利用这些材料的可加工性和可调制性，可以实现 PSiFI 技术的构建和制备。

图｜PSiFI 系统概述。A. PSiFI 包括摩擦电传感器（TES）、用于无线通信的数据处理电路以及用于面部表情和语音识别的深度学习分类器。B. 可穿戴面罩的 PSiFI 二维布局，并在面部紧张和声音振动等感官刺激方面描绘了两种不同类型的 TES。C. 由电极层和介电层等简单两层结构组成的 TES 示意图以及 TES 组件的照片。比例尺：1 cm。D. TES 制造组件示意图。PEDOT:PSS 基电极是由半固化工艺制成的（左图）。考虑到应变和振动等传感刺激，介电层进行了不同的设计，以实现最佳的传感性能。中间的插图为应变型介电层的纳米结构表面的 SEM 图像，右侧插图显示作为振动型介电层的声孔的冲孔的照片。比例尺：2 μm 和 1 mm。

PSiFI 系统由 PDMS 基底、PEDOT:PSS 导电层和声学孔组成。PDMS 提供柔软性和舒适性，PEDOT:PSS 导电层用于传输信号，声学孔用于增强传感器的灵敏度和性能。

将 PDMS 的基础材料与固化剂按照一定比例混合，并在真空脱气后在基板上涂覆形成所需薄膜。通过混合 PEDOT:PSS 的水性分散液和添加剂，然后在基板上涂覆和固化形成导电层。