Очки с искусственными слезами заставили носителя и окружающих погрустить
Японские инженеры создали очки, которые выделяют капли воды рядом с глазами и тем самым имитируют слезотечение. Исследование на добровольцах показало, что это провоцирует грусть как у окружающих, так и у самого носителя. Статья и дополнительные материалы опубликованы на сайте авторов.
В середине 20 века учеными была предложена гипотеза мимической обратной связи, которая заключается в том, что даже искусственная мимика может влиять на настроение человека, например, улыбка способна повысить настроение. Эта гипотеза до сих пор вызывает споры, а последнее большое исследование по этой теме обнаружило лишь небольшую связь между собственной мимикой и эмоциями. При этом мимика может быть вызвана не только сознательно: в 2020 году исследователи обнаружили у ботокса антидепрессивный эффект и в качестве одной из объясняющих гипотез использовали как раз гипотезу мимической обратной связи (впрочем, она не была основной).
Инженеры из Токийского университета под руководством Мититаки Хиросе (Michitaka Hirose) решили проверить, будет ли подобный механизм возникновения эмоций работать с искусственными слезами. Они создали прототип очков, который может подводить воду или другую жидкость к глазам. Он состоит из 3D-печатной оправы, в которой есть отверстия и отсеки для платы управления и аккумулятора, шприца с пружинами и электромагнитного клапана. От шприца к носоупорам очков подведены две трубки: когда плата дает команду, клапан открывается и вода из шприца поступает к глазам за счет того, что шприц постоянно сдавливается пружинами. Масса очков составляет 72 грамма с учетом воды в шприце. При открытии клапана на кожу под глазами попадает от 0,02 до 0,05 миллилитра чистой воды.
Авторы провели два эксперимента, в которых изучали, как имитация слез влияет на эмоциональное состояние носителя очков и окружающих. Во время всех экспериментов участникам показывали 40 нейтральных изображений, по 15 секунд на каждое. В первом эксперименте авторы меняли интервал слезотечения и после каждого сеанса показа изображений спрашивали добровольца, мог ли он сфокусироватсья на слайд-шоу и просили оценить это по семибальной шкале Лайкерта. Выяснилось, что подача воды с интервалами 50, 25 и 10 секунд влияла на способность сконцентрироваться на просмотре намного меньше, чем с интервалом 5 секунд. В результате исследователи решили выбрать интервал в 25 секунд для последующего, основного в этой работе экспериментов.
Во втором эксперименте принимал участие 21 доброволец. Их разбили на группы по три человека, и каждая тройка смотрела нейтральные слайды. В эксперименте было три условия: все трое сидели без очков, а также кто-то один сидел с очками, из которых лилась вода, или наоборот с очками без воды. Перед началом эксперимента участники прошли тест на эмпатию и «заражение» эмоциями окружающих, и людей с самыми низкими результатами назначали носителями очков, чтобы более восприимчивые к чужим эмоциям выступали в роли наблюдателей в тройке. Людям без очков во время показа изображений разрешили смотреть на остальных.
После эксперимента участников попросили записать свои ощущения и эмоции, а также описать замеченные ими детали. Анализ результатов выявил статистически значимую разницу в уровне грусти в условии работающих и не работающих очков, как у носителей, так и у людей без очков. По уровню счастья статистически важные различия наблюдались только у тех, кто не носил очки во время эксперимента. В результате авторы сделали вывод, что очки с имитацией слез снижают настроение как у носителей, так и у окружающих.
Умные очки могут не только управлять эмоциями, но и распознавать их для тех, кому это дается нелегко. В 2018 году инженеры создали на базе Google Glass приложение для людей с расстройством аутистического спектра, зачитывающее им эмоции окружающих.
Григорий Копиев
Сканер работает в паре со смартфоном
Канадские и мексиканские исследователи представили результаты пилотных клинических испытаний сканера для диагностики воспаления и инфекционного процесса в ранах. Устройство гиперспектральной визуализации, выполненное в виде сменного объектива для смартфона, анализирует изображение, термограмму и флуоресценцию пораженной области. В испытаниях гаджет продемонстрировал общую точность в 74 процента. Отчет о работе опубликован в журнале Frontiers in Medicine. Хронические раны, которые не заживают в течение 8–12 недель, представляют серьезную проблему для общественного здравоохранения. Типичным пусковым фактором для их развития служит инфекция, особенно в том случае, если процесс заживления в силу состояния самой раны и всего организма задержался на воспалительной фазе. Стадии раневой инфекции включают загрязнение (контаминацию), колонизацию, местную инфекцию и ее системное распространение (генерализацию). Для оказания необходимого объема помощи врачу необходимо четко различать загрязненные и колонизированные раны, однако точность подобной диагностики при простом осмотре не достигает и 60 процентов. Как правило, это компенсируют микробиологическими и молекулярными исследованиями, однако они занимают значительное время и не всегда доступны. В силу этого все больший интерес представляют физические методы исследования, такие как инфракрасная термография и регистрация бактериальной флуоресценции, а также анализ изображений с помощью алгоритмов машинного обучения. Чтобы совместить преимущества этих методов, канадская компания Swift Medical разработала устройство гиперспектральной визуализации Swift Ray 1. Оно оснащено инфракрасными датчиками для разных длин волн, источниками видимого и ультрафиолетового излучения и соответствующими камерами высокого разрешения. Они позволяют одновременно выполнять фотосъемку и инфракрасную термографию раны и регистрировать флуоресценцию бактерий в ней. Полученные изображения устройство передает на камеру смартфона с интегрированным приложением Swift Skin and Wound. Оно собирает их в датасет, который содержит информацию о физиологии, морфологии и составе тканей в ране. Роберт Фрейзер (Robert Fraser) с коллегами из трех канадских университетов, Центральной больницы имени Прието в Сан-Луис-Потоси, компаний Swift Medical и Vope Medical провели мультицентровое проспективное испытание устройства Swift Ray 1, в котором оценивали его пригодность для дифференциальной диагностики невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. В исследовании приняли участие 66 амбулаторных пациентов из Мексики и Канады. Сканирование ран проводили хирурги, прошедшие инструктаж, в соответствии с полученными рекомендациями (рану очищали, помещали по ее краям идущий в комплекте маркер и снимали под углом 90 градусов с расстояния 15 сантиметров). Клинические характеристики ран оценивали в соответствии с протоколом Международного института раневых инфекций (IWII). Обработку данных проводили методами главных компонент (PCA) и k-ближайших соседей (KNN) для создания нейросетевой модели, кластеризующей раны по признаку наличия инфекции и воспаления. По результатам испытаний PCA-KNN-кластеризация с учетом всех клинических и визуализационных переменных обеспечила общую точность 74 процента при дифференциальной диагностике невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. Для невоспаленных ран чувствительность и специфичность модели составили соответственно 94 и 70 процентов, для воспаленных — 85 и 77 процентов, для инфицированных — 100 и 91 процент. Таким образом, комбинация множественных методов визуализации позволяет создавать модели для улучшенной оценки ран. Подобные устройства для использования в месте оказания помощи могут помочь клиницистам своевременно выявлять и лечить раневые инфекции, заключают авторы работы. В феврале 2023 года американские, китайские и корейские исследователи представили биорезорбируемый беспроводной электрод для мониторинга состояния и электротерапии хронических ран. В конце 2022 года стэнфордская научная команда продемонстрировала умный пластырь для мониторинга и электростимуляции ран, который атравматично отклеивается после использования.