AI情緒識別技術興起,自閉症治療或將因此有所突破

2021-01-15 智能觀

2015年6月,奈德·沙辛(Ned Sahin)採訪了一個名叫丹尼的23歲男子,他是一位自閉症患者。丹尼不能說話,不能照顧自己,也不能識別或回應人類的情感。他大部分時間都住在紐約北部的一個叫「住宅護理之家」的機構裡。

沙辛是一名神經學家,也是Brain Power公司的創始人,這家科技公司致力於創造可佩戴式人工智慧系統,幫助人們應對像自閉症這樣與大腦有關的障礙。

那天早上,沙辛給丹尼帶來了一副谷歌眼鏡,並配備了一個幫助自閉症患者的程序。他不確定丹尼是否能聽懂語言,沙辛對眼鏡進行了建模,並創建了模仿指令。

丹尼的看護人警告說,丹尼可能會把這臺價值不菲的設備扔到房間的另一邊去,讓你感到沮喪,但沙辛還是毫不猶豫地給丹尼戴上了它。

大家都清楚地記得,那天,丹尼變得很平靜。那是他第一次有這樣的表現。平時,他的手臂都是來回擺動的,現在卻一直保持靜止不動。甚至有一段時間,他還親切地依靠著看護人。

「看,他變了,」沙辛說,「我大概發現了什麼。」

Brain Power公司的旗艦產品Empower Me是一款數字式教練產品,它通過情緒識別教患有自閉症的人社交和認知技能。它與治療自閉症兒童的應用程式不同,這是專為平板電腦或智慧型手機設計的,Empower Me可以運行在任何智能眼鏡上,這種智能眼鏡通過患者看到的事物幫助他們接觸周圍環境。

人工智慧識別和回應感受的能力已經廣泛應用於各個領域,如營銷、遊戲、教育以及醫療保健(最近興起的情感感應可佩戴技術)。

據一家市場研究公司預測,全球情感計算市場將從2016年的122億美元增長到2021年的近540億美元。對於那些有認知障礙的人,如自閉症患者,無法識別情緒是一種主要的社交障礙——機器可以成為其情感交流的有力工具。

沙辛博士多年來一直在對大腦進行研究。在獲得麻省理工學院和哈佛大學認知神經科學學位後,他開始專注於自閉症的研究。「在麻省理工學院的座談會上,有一個時刻讓我感到醫療系統和教育系統之間的差距有多大。」沙辛說。

這一想法出現的時刻恰好與谷歌發布第一版谷歌眼鏡的時間相吻合。自2013年以來,沙辛一直試圖用可佩戴計算和人工智慧領域的最新技術填補這一空白。

Empower Me使用的是Affectiva公司開發的情緒識別軟體,Affectiva是情緒人工智慧領域的新興領導者。大約三十年前,麻省理工學院媒體實驗室教授羅莎琳德.皮卡德(Rosalind Picard)開始研究情感和機器學習。當時大多數人認為這樣的事情是無關緊要的,但皮卡德認為,給機器提供情感意識是編寫人機互動軟體的關鍵。1997年,她將自己的觀點發表在《情感計算》一書中。

在不知情的情況下,皮卡德給現在非常有利可圖的計算機情感計算領域起了這個名字。這本書的作者是拉納·埃爾·卡利烏比(Rana el Kaliouby),當時是開羅美國大學的一名學生,她的目標是創建一種能讀懂人臉的算法。她發現計算機在面部識別方面的問題與自閉症患者的問題有相似之處,因此她將早期的研究應用於情感計算,以幫助自閉症患者進行情感識別。

2009年,她與皮卡德一起創立了Affectiva公司,也是麻省理工學院媒體實驗室的一家附屬機構。其目標是幫助有認知障礙的人走進社交場合。

隨著軟體的發展,企業贊助商的興趣超過了對自閉症的研究。卡利烏比和皮卡德的Affectiva公司的情感識別模式成為眾多情感識別模式的典範,這些模式可以幫助公司與客戶間建立更深層的聯繫,比如,幫助豐田公司更好地理解司機的駕駛行為,幫助百事可樂公司更好地衡量消費者的偏好。

Brain Power是Affectiva最早的合作夥伴之一,卡利烏比也藉此實現了她利用技術幫助自閉症患者建立情感聯繫的初始目標。

卡利烏比認為,隨著聊天機器人和虛擬助理變得更有情感意識,它們可以識別社會關係、文化規範和表達方式的變化,像Empower Me這樣的產品,在治療自閉症這樣與大腦相關的障礙方面,會變得越來越普遍。

「使用情感AI幫助人們利用強大的技術建立與其他人的聯繫是一個非常激動人心的概念,」 卡利烏比說,「它在醫療和其他行業有很大潛力。」

像這個領域大多數產品一樣,Affectiva的標誌性軟體Affdex首先認定了人類情感是普遍存在的。軟體掃描一張臉,會產生多個臉部圖像,它先對每張臉進行分析,識別臉部的主要區域,然後對比著看前額的皺紋、嘴唇等部位的運動,以構建臉部的詳細模型。

該算法將得出的結論與之前分析過的數百萬人的情況進行比較,識別出一種情感。它通過掃描「微表情」來區分真假痛苦,觀察發自內心的喜悅和社交性微笑之間的細微區別,以及察覺人類大腦無法感知的瞬間的憤怒或恐懼。

Brain Power使識別過程更進一步。根據嵌入式AI提供的數據生成一個小表情符號,如一張笑臉或一張生氣的臉。許多患有自閉症的人的認知能力會受到信息超載的影響,因此,Brain Power為自閉症患者提供的是一個面部表情的「解碼」版本,這就如同沙辛所說的那樣,「沒有額外信息」。

Empower Me的最新版本讓用戶參與各種難度不斷提高的遊戲。在一個應用程式中,自閉症患者看到的是兩個表情符號,而不是一個表情符號——它們在對方臉的兩側,患者必須用語音命令或頭部傾斜的方式來確定哪一個最準確地描述了對方的真實表情,以賺取遊戲積分。

Empower Me的應用程式套件中內置的情感智能不僅能提高用戶對情緒的理解,還可以通過患者呼吸或心率的改變來測量他們是否感到緊張或焦慮,並據此調整患者的體驗。沙辛解釋說,該裝置基本上會讓父母知道他們的孩子何時「心煩意亂,處於挨餓或危險中」。

在過去幾年裡,情感計算方面的行動應用程式和初創企業大量增長。最近,以色列的情感分析公司Beyond Verbal成為第一家可以從語音語調中分析患者誦讀困難症、帕金森氏症等神經疾病,以及心臟病等非神經疾病的公司。Ellie是南加州大學創新技術研究院開發的「虛擬治療師」,負責治療PTSD(創傷後應激障礙)和抑鬱症患者。在倫敦大學學院,娜蒂婭·貝爾託澤(Nadia Berthouze)教授正在使用情感計算來開發可以測量疼痛的軟體。

凱茜·佩妮(Cathy Penny)最初是通過她的女兒丹妮爾知道Empower Me的。丹妮爾是Brain Power公司的實習生,當時公司剛剛開始臨床試驗。佩妮的小兒子,21歲的傑克,實際上是一個非語言類自閉症患者。他需要每周的演講和專業治療相輔相成的特殊治療。佩妮還清楚地記得傑克第一次參與該公司軟體測試時的情形。

「我真的無法用語言形容,」她說,「當傑克戴上眼鏡回頭看我時,他眼睛裡有一瞬間的微笑和機警,這是以前從未有過的。自閉症兒童的父母都知道假笑和真正幸福之間的區別。頭一次,我覺得這是真的。」

佩妮知道自己的兒子能夠理解基本情緒,如快樂和悲傷,而當看他玩情緒遊戲的時候,她知道,他也可以理解更為複雜的事情,如憤怒、沮喪和驚喜。當他們正確識別出面前人的情緒時,頭部會輕微傾斜,父母或看護人將收到這些溝通障礙患者的提示。

對年輕人來說,這樣的技能可以幫助他們獲得一次約會,或得到工作面試的機會。

2014年,《紐約時報》的一篇熱門文章《Siri,我愛你》(現在是一本書)講述了一個自閉症小男孩和他的智慧型手機的虛擬私人助理之間的不尋常的故事。

作者朱迪斯·紐曼(Judith Newman)描述了她的兒子格斯在火車、公共汽車上以及在獨處和雷陣雨時,和虛擬私人助理Siri持續了幾個小時對話的場景。機器的耐心是無限的,而人類並不是。Siri說:「我不需要太多睡眠,但我可以對格斯的「晚安」給予回應。她強迫他說出他該說的話以便訓練他。

未來主義者、作家理察·揚克(Richard Yonck)相信,到2025年,格斯與Siri的親密關係將達到新的高度。今年3月,他出版了一本關於情感智能的書《機器的心臟》。他預測,在不到10年的時間裡,晶片能夠讓大多數設備感知到周邊的環境。

他說:「我想,就在未來一兩年,我們會驚訝地發現,像Siri、Alexa或Cortana這樣的虛擬個人助理,會在情感上變得更加細膩和敏感。」

想像一下揚克所說的「情感經濟」並不需要費多少力氣。去年,蘋果收購了情感識別公司Emotient。如果揚克的預測是正確的,那麼在接下來的十年裡,我們的智慧型手機可能會警告我們,當我們生氣的時候不要發郵件,或者當我們開始走神的時候,建議我們先小睡一下。

iPhone預裝的健康應用程式已經收集了其他應用程式和醫療服務提供商的數據,以跟蹤健身、睡眠和營養情況,所有這些數據都可以用在用戶身上並建立情感檔案。蘋果手錶(Apple Watch)是蘋果情緒研究系列中的另一款產品,它可以根據應用程式EmoWatch(表情手錶)跟蹤用戶的情緒。

Beyond Verbal的首席科學家約拉姆萊文農(Yoram Levanon)希望將情感分析和疾病檢測結合起來。萊文農說:「想像一下,生活在一個智能家居系統裡,系統能監控你的情緒和心理健康。」例如,一個用戶在一段時間內表現出孤獨的情緒,就會被提醒有可能出現阿爾茨海默氏症或心臟病。

正在興起的情感經濟和傳統醫療體系的結合併非沒有隱私問題,尤其是當私人企業擁有通過某人面部表情或語調就可以知道其情感的技術時。揚克說:「從定義上講,情感經濟的創造就等同於情感的商品化。」這種無意識的開發,很可能意味著我們對隱私的看法將發生轉變。

想像一下,你正在求職面試。你對某些Microsoft應用程式熟練程度的陳述有一點點歪曲,招聘者通過情感分析就會知道你的哪些陳述是真實的,以及緊張是否影響了你的發揮。

Human是一家英國的初創公司,其軟體可以量化面部表情,它已經與有這方面需求的銀行進行了合作。他們還與運動隊進行合作,在大型比賽前跟蹤球員的心理健康狀況。並且還和英國一個不知名的政府機構合作,找出人群中有「極端情緒」的人,以儘量減少其自殺風險。Human的創始人Yi Xu,並沒有說這個軟體有多麼精確,但她聲稱「目前為止」這個軟體已超過了人類平均能力水平。

Yi Xu繞開了隱私和這類軟體的監控問題。

事實上,沙辛認為,數字醫療,特別是心理數字醫療的蓬勃發展將為患者提供比傳統的醫患互動更高程度的隱私保護。沙辛說:「當你接受心理治療時,讓心理學家了解你的精神健康狀況,以及你的僱主或同事關係,這是沒有隱私可言的。」

對於凱西·佩妮這樣的父母(有認知障礙的孩子)來說,他們是幸運的,情緒識別設備給父母和醫生提供了一種客觀的方式來衡量和展示孩子們的進步。

佩妮認為,情緒識別設備能讓她對傑克在校時和出校後的情況保持警覺,這在18年的傳統治療中是沒有的。佩妮說:「傳統療法是一條漫長而艱難的路,在此過程中,進展可能會非常緩慢。」

現在每天,機器都能更好地消化大量的信息。「當我們涉及更複雜的診斷,包括病人的病史、基因、最新的研究成果等,只有計算機才能正確地權衡這些複雜信息。」揚克說。他認為,治療師和醫生被機器取代的時代還是比較久遠的, 但他們會做更多的「協同工作」, 越來越多地與技術合作,這樣也會「比以往任何時候都更有效率且更有成效。」

對許多患有自閉症障礙的患者來說,科技提供了一種途徑來幫助他們傳達他們的思想、願望和需求,而這是人類無法做到的。Empower Me等系統表明,機器並不總是孤立我們,而是幫助我們更好地與周圍環境打交道。

傑克在他開始使用情緒識別智能設備6年後,最喜歡的活動仍然是在Youtube上觀看視頻。佩妮現在最喜歡的活動是和兒子聊天,看著他有目的地回應,母子之間的親密關係就這樣藉助機器智能實現了。

佩妮說:「這不是人類可以做到的。」「因為它不是一種自然的方式達成的。」

來源:TONIC作者:Mariana Fernandez智能觀 編譯

—完—

親愛的朋友:用人工智慧做一些人類不擅長或做不到的事情,讓它們與人類協同工作,提高解決問題的效率,是我們可以預見的科技發展帶來的美好未來。祝安!智能觀 一米 2018-4-12 於北京中關村

聲明:編譯文章旨在幫助讀者了解行業新思想、新觀點及新動態,為原作者觀點,不代表智能觀觀點。

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