Wi-Fi роутер научат различать человеческие эмоции
Исследователи из Лаборатории информационных технологий и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL MIT) разработали устройство, позволяющее определить эмоциональное состояние человека при помощи радиоволн с точностью до 87 процентов. Авторы выступят с докладом на конференции MobiCom, которая пройдет в октябре в Нью-Йорке, с подробностями также можно ознакомиться на сайте лаборатории.
Распознавание человеческих эмоций — достаточно сложная задача, однако результаты ее решения могут быть востребованы в самых разных сферах. Например, производители фильмов и видеоигр могли бы с помощью технологии распознавания эмоций напрямую получать информацию об эмоциональной реакции зрителей и игроков. Кроме того, подобная технология могла бы помочь социальным роботам более естественно взаимодействовать с людьми. На сегодня уже существуют примеры реализации систем распознавания эмоций — например, с помощью алгоритма, распознающего выражение лица и речь человека. Однако такие системы неспособны распознать скрытые эмоции, в отличие от технологии, предложенной специалистами из MIT.
В прошлом году двое из трех авторов текущей работы представили технологию для дистанционного измерения пульса и частоты дыхания человека без нательных датчиков, с помощью радара на основе Wi-Fi. В новой публикации исследователи с помощью машинного обучения описали созданную ими систему под названием EQ-Radio. Эта система на основе полученных данных о сердцебиении и пульсе может распознать эмоции, которые испытывает человек в данный момент. В перспективе применение подобной технологии позволит считывать эмоции даже с помощью обычного Wi-Fi роутера.
Алгоритм изначально был обучен на данных о сердцебиении и дыхании 30 человек. Добровольцев просили воспроизвести конкретные эмоции, для чего им предлагалось вспомнить какое-нибудь волнующее событие или воспользоваться дополнительными материалами: видео, музыкой, фотографиями. Всего в ходе обучения с помощью радара и аппарата ЭКГ было сделано свыше 130 тысяч замеров на добровольцах. Также исследователи использовали камеры, чтобы сравнить результаты с традиционным распознаванием эмоций по выражению лица.
Обученный алгоритм был использован для распознавания четырех эмоций: радость, удовольствие, грусть и злость. Будучи применен к участвовавшим в обучении добровольцам, EQ-Radio показал точность распознавания в 87 процентов. В случае с человеком, данные которого не использовались при обучении алгоритма, точность распознавания снизилась до 72,3 процента. По словам авторов, эти показатели незначительно уступают результатам обработки данных, полученных алгоритмом напрямую с помощью ЭКГ, — в таком случае система показывает точность в 88,2 процента для «знакомых» людей и 73,2 для человека, данные о котором не использовались при ее обучении. Кроме того, отмечают авторы, такой подход значительно превосходит точность распознавания эмоций по выражению лица, которая оценивается исследователями в 39,5 процента.
Существуют уже работающие системы распознавания эмоций по выражению лица. Подобная система используется, например, в «эмоциональном» роботе Pepper, также компания Microsoft в 2015 году открыла доступ к экспериментальной версии сервиса по распознаванию человеческих эмоций по фотографии. Кроме того, подобную систему распознавания эмоций по выражению лица планируют использовать в США для поиска потенциальных террористов.
Он предназначен для исследования гипертермии
Компания Thermetrics разработала термический манекен ANDI, который предназначен для имитации тепловых свойств тела человека. Манекен может выделять тепло с помощью нагревательных элементов, а также имитировать потоотделение и дыхание. Множество сенсоров, размещенных в 35 зонах по всему корпусу манекена, позволяют контролировать температуру и измерять тепловые потоки в реальном времени. Манекен будет использоваться учеными в исследованиях воздействия теплового стресса и гипертермии на человека, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Всемирная метеорологическая организация недавно сообщала, что за последние 40 лет волны жары стали случаться в шесть раз чаще. Можно ожидать, что в будущем во многих регионах планеты люди столкнутся с новой климатической нормой, в которой придется приспосабливаться к жизни в условиях, когда температура воздуха достигает 40 градусов Цельсия и выше на протяжении длительных промежутков времени. Известно, что высокие температуры воздуха могут представлять угрозу для здоровья и жизни человека. Однако точные механизмы и последствия воздействия жары на сегодняшний день изучены недостаточно хорошо. В связи с этим возрастает интерес ученых к изучению последствий воздействия теплового стресса на человеческий организм. В опасных для здоровья человека исследованиях, в которых требуется воспроизведение поведения человеческого тела, вместо людей зачастую используются манекены. К примеру, манекены много лет успешно выполняют роль пассажиров при испытаниях автомобилей. По этой же причине ученые из Университета штата Аризона вместо того, чтобы подвергать риску здоровье людей, в проводимых ими исследованиях воздействия теплового стресса на человеческий организм решили воспользоваться испытательным манекеном. Для этого компания Thermetrics, занимающаяся разработкой тепловых манекенов для тестирования спортивной одежды, создала симулирующий человеческую физиологию роботизированный манекен ANDI. Рост ANDI составляет 178,5 сантиметров, а масса — 35 килограмм. Его тело разделено на 35 независимых термических зон. Они снабжены сенсорами и индивидуальными нагревательными элементами, с помощью которых можно имитировать тепловыделение человеческого тела, контролировать температуру и динамически измерять теплопотери и получаемое тепло в режиме реального времени. По всей поверхности манекена размещено множество выходных отверстий системы искусственного потоотделения. Также в манекен встроена система имитации дыхания, которая позволяет контролировать влажность и температуру входящего и выходящего воздуха. Руки и ноги манекена имеют подвижные соединения, поэтому, используя внешние приводы для актуации, исследователи могут управлять манекеном, имитируя ходьбу или другую физическую активность. Скорость отвода тепла можно регулировать за счет встроенной системы водяного охлаждения. Исследователи могут задавать параметры, моделирующие тепловые особенности характерные для людей разного возраста, физического состояния и здоровья. Например, уровень потоотделения пожилого человека будет ниже, чем у молодого спортсмена. https://www.youtube.com/watch?v=ivAQvkoft9o&t=59s Исследования с ANDI можно проводить не только в тепловой камере, но и в естественных условиях. Ученые надеются, что данные, собранные с помощью теплового манекена, помогут им выработать рекомендации для широкого круга людей, которые снизят риски для здоровья. Кроме этого, результаты исследования помогут в создании одежды или других средств индивидуальной защиты для смягчения влияния жары на здоровье людей в условиях меняющегося климата. Рост окружающей температуры сказывается и на образовательной системе. Ученые выяснили, что повышение среднегодовой температуры воздуха и увеличение количества жарких учебных дней приводят к снижению школьной успеваемости.