تمكن فريق بحثي من جامعة ولاية بنسلفانيا الأميركية من تطوير لاصق ذكي قابل للتمدد، قادر على رصد المشاعر الإنسانية الحقيقية بدقة، حتى في الحالات التي يتظاهر فيها الأشخاص بعكس ما يشعرون به.
ويظهر في الدراسة الحديثة المنشورة في دورية “نانو ليترز” أن هذا الابتكار لا يتوقف عند حد قراءة تعابير الوجه، بل يتخطاه ليشمل تحليلا متكاملا للإشارات الفسيولوجية المصاحبة للحالة النفسية.
يقول هوانيو تشينغ، أستاذ علوم وهندسة الميكانيكا في جامعة ولاية بنسلفانيا وقائد الفريق البحثي، في تصريحات حصرية للجزيرة نت: “قد تبدو هذه التكنولوجيا بسيطة كلاصق على الجلد، لكنها تحمل قدرة على تغيير طريقة فهمنا لمشاعرنا ومشاعر الآخرين. إننا نقترب من مستقبل لا يستطيع فيه الذكاء الاصطناعي فهم الكلمات فحسب، بل والإحساس بما نشعر به حقا”.
ابتكار ذكي معزز بالذكاء الاصطناعي
يتكون الجهاز من رقائق معدنية مرنة قابلة للتمدد مصنوعة من الذهب والبلاتين، بالإضافة إلى طبقات من البوليمرات الذكية. وقد صُممت هذه المواد بطريقة تمنع التداخل بين الحساسات المختلفة، مما يسمح بقياس كل إشارة بدقة واستقلالية.
يفسر تشينج: “الاستقلالية هنا تعني أننا تمكّنّا من تقليل التداخل بين الإشارات الفسيولوجية المختلفة إلى حد كبير من خلال التصميم الهيكلي الأمثل واختيار المواد بعناية، مثل وضع طبقات من البوليمرات الذكية تحت الحساسات لعزلها عن تأثيرات الشد. ولا يتعرض أي مستشعر للبيئة الخارجية عدا مستشعر الرطوبة فقط، حيث تمنع طبقة أخرى من البوليمرات أي نفاذ لجزيئات الماء بواسطة مستشعرات الضغط ودرجة الحرارة”.
ويعتمد الجهاز اللاصق الجديد على كلٍ من مبدأ الفصل بين الإشارات المتعددة، والبنية مزدوجة الطبقات التي تقلل من حجمه وتعزز راحة المستخدم، مُعززا بنموذج دقيق يعتمد على الذكاء الاصطناعي للتعرف على المشاعر.
الجهاز يشبه اللاصقة الطبية التي تُلصق على الجلد، بالتالي يمكن وضعه على الوجه أو الذراع أو الجبهة. ويتكامل مع تطبيقات الهاتف المحمول ومنصات الحوسبة السحابية، ما يجعله أداة مثالية للرصد عن بُعد في إطار خدمات الطب عن بُعد.
سقوط الأقنعة
خلافا لأجهزة مراقبة الحالة التقليدية، لا يعتمد اللاصق الذكي الجديد على تحليل تعابير الوجه فقط، بل يدمجها مع إشارات بيولوجية أخرى. فمثلا يمثل ارتفاع حرارة الجلد الشعور بالغضب أو الدهشة، أما انخفاض حرارة الجلد فتصاحب الشعور بالحزن أو الخوف، وارتفاع رطوبة الجلد عادة ما تظهر أثناء الخوف نتيجة التعرق، أما التغيرات في معدل نبضات القلب فهي تصاحب أنواعا مختلفة من المشاعر.
يضيف تشينغ: “التعبير الظاهري يمكن أن يكون خادعا لنماذج الذكاء الاصطناعي، أما البيانات البيولوجية المُدمجة فلا تكذب وتزيد من دقة النموذج في التعرف على المشاعر البشرية”. بالتالي، فإن جمع هذه البيانات بشكل متزامن يوفر صورة أوضح عن المشاعر الحقيقية، مما يتيح إمكانيات مذهلة في دعم الصحة النفسية وتقديم التدخل المبكر.
تلك البيانات المختلفة التي يجمعها الجهاز، تحولت إلى بيانات تدريب تغذى عليها نموذج ذكاء اصطناعي صممه الباحثون خصيصا لتمييز المشاعر، من خلال استخدام بيانات حقيقية من 8 متطوعين قاموا بمحاكاة 6 تعابير وجهية شائعة وهي السعادة، والدهشة، والخوف، والحزن، والغضب، والاشمئزاز 100 مرة لكل منها.
وبعد تدريب النموذج، أتى الفريق بمتطوعين جدد، وعرّضوهم لمقاطع فيديو تثير تلك المشاعر ولكن بشكل حقيقي، مثل مشاهد صادمة أو مخيفة أو مواقف تدعو للاشمئزاز. وقد نجح الجهاز في الاختبار وتمكّن من التمييز بين ادعاء المشاعر والمشاعر الحقيقية، وبدقة كبيرة، إذ تمكن من التعرف على 96% من المشاعر المزيفة مقارنة بقرابة الـ89% من المشاعر الحقيقية.
يقول “تشينغ”: “لطالما مثّل تعقيد المشاعر البشرية تحديا كبيرا في تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي، لتمييز المشاعر الحقيقية من المزيفة، ورغم قلة حجم العينة، لكن نجحت إضافة بيانات مثل درجة حرارة الجلد والرطوبة ومعدل نبض القلب في التحسين من دقة النموذج”.
من الرعاية النفسية إلى مراقبة المرضى
يأمل الباحثون أن تفتح هذه التقنية، مع تأكد استخدامها عبر اختبارات مستقبلية أبوابا واسعة لتطبيقات طبية ونفسية في المستقبل، حيث يمكن استخدامها، في الرعاية النفسية عن بعد، للكشف عن حالات الاكتئاب أو القلق مبكرا. بالإضافة إلى مراقبة الحالة النفسية لمرضى الخرف أو التوحد، خاصة غير القادرين على التعبير عن أنفسهم.
كما يمكن استخدام هذه التقنية في العيادات البيطرية لرصد مشاعر الحيوانات بعد تعديل التقنية وفقا لفيسيولوجيتها. وقد تُستخدم في مراقبة الجروح المزمنة ومتابعة حالات مرضية لم يكن من الممكن متابعتها سابقا بتلك الدقة، مثل اضطرابات الجهاز العصبي.
يضيف تشينغ: “يتطلب الانتقال من الكشف عن المشاعر إلى التطبيقات الأخرى (مثل الكشف على المرضى) دمج إشارات بيولوجية جديدة ذات صلة مثل المؤشرات الحيوية في السوائل البيولوجية مثل العرق أو سوائل الخلوية” ويضيف: “وهذا من بين الاتجاهات البحثية التي نعمل عليها حاليا باستخدام مواد نانوية جديدة ونماذج ذكاء اصطناعي متقدمة بهدف تعزيز الاستقرار والتوافق الحيوي لتحقيق أفضل دقة تشخيصية وتقييم علاجي”.
ورغم الإمكانيات الواعدة، فإن استخدام هذه التقنية يطرح عددا من التحديات الأخلاقية، خاصة فيما يتعلق بخصوصية البيانات. إذ قد يؤدي أي وصول غير مصرح به، أو خروقات البيانات، أو إساءة استخدام من قبل مقدمي التأمين، أو أصحاب العمل، أو أطراف ثالثة أخرى، إلى التمييز أو الوصم.
وفي هذا السياق، يوضح تشينغ: “تُعد الإشارات التي نرصدها بيانات شخصية حساسة. لذا فإننا نعتمد على تقنيات تشفير وإخفاء للهوية، بالإضافة إلى الحصول على موافقة المستخدم قبل جمع أو مشاركة أي بيانات”.
ويختتم مطمئنا، أن التقنية لا يجب استخدامها بشكل منفصل للتشخيص، بل كأداة داعمة ضمن منظومة متكاملة من أدوات التشخيص الطبي.