22 فوریه 2024 -توسط JooHyeon Heo، موسسه ملی علم و فناوری اولسان-تصویر شماتیک از نمای کلی سیستم با رابط های شخصی صورت یکپارچه با پوست (PSiFI). اعتبارUNIST
پروفسور جییون کیم و تیم تحقیقاتی او در دپارتمان علوم و مهندسی مواد در UNIST، فناوری ای که می تواند احساسات انسان را در زمان واقعی تشخیص دهد، توسعه داده است. این فناوری نوآورانه آماده است تا صنایع مختلف را متحول کند، از جمله سیستم‌های پوشیدنی نسل بعدی که خدماتی بر اساس احساسات ارائه می‌کنند.
درک و استخراج دقیق اطلاعات عاطفی از دیرباز به دلیل ماهیت انتزاعی و مبهم تأثیرات انسانی مانند عواطف، حالات و احساسات یک چالش بوده است. برای پرداختن به این موضوع، تیم تحقیقاتی یک سیستم تشخیص عواطف انسانی چندوجهی ایجاد کرده است که داده‌های بیان کلامی و غیرکلامی را برای استفاده مؤثر از اطلاعات احساسی جامع ترکیب می‌کند.
هسته اصلی این سیستم، سیستم شخصی سازی شده یکپارچه پوست صورت (PSiFI) است که به صورت خودکار، آسان، کشش پذیر و شفاف است. این اولین در نوع خود دارای سنسور کرنش و لرزش دو طرفه سه‌الکتریک است که امکان سنجش و ادغام همزمان داده‌های بیان کلامی و غیرکلامی را فراهم می‌کند. این سیستم به طور کامل با یک مدار پردازش داده برای انتقال داده های بی سیم یکپارچه شده است و امکان تشخیص احساسات را در زمان واقعی فراهم می کند.
فناوری توسعه‌یافته با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی، وظایف تشخیص دقیق و در زمان واقعی احساسات انسان را نشان می‌دهد، حتی زمانی که افراد ماسک به چهره دارند. این سیستم همچنین با موفقیت در یک برنامه دربان دیجیتال در یک محیط واقعیت مجازی (VR) اعمال شده است.
این فناوری مبتنی بر پدیده “شارژ اصطکاکی” است که در آن اجسام بر اثر اصطکاک به بارهای مثبت و منفی تقسیم می شوند. قابل ذکر است که این سیستم خود تولید می‌شود و برای تشخیص داده‌ها به هیچ منبع انرژی خارجی یا دستگاه‌های اندازه‌گیری پیچیده نیاز ندارد.
پروفسور کیم اظهار داشت: «بر اساس این فناوری‌ها، ما یک سیستم رابط صورت یکپارچه با پوست (PSiFI) ایجاد کرده‌ایم که می‌تواند برای افراد سفارشی شود. این تیم از یک تکنیک خاص برای ساخت یک هادی شفاف برای الکترودهای شارژ اصطکاکی استفاده کردند. علاوه بر این، یک ماسک شخصی سازی شده با استفاده از تکنیک تیراندازی چند زاویه ای ایجاد شد که انعطاف پذیری، کشش و شفافیت را ترکیب می کند.
تیم تحقیقاتی با موفقیت تشخیص تغییر شکل ماهیچه های صورت و ارتعاشات تارهای صوتی را ادغام کرد و امکان تشخیص لحظه ای احساسات را فراهم کرد. قابلیت های این سیستم در یک اپلیکیشن واقعیت مجازی “دربان دیجیتال” نشان داده شد، جایی که خدمات سفارشی بر اساس احساسات کاربران ارائه شد.
جین پیو لی، نویسنده اول این مطالعه، اظهار داشت: “با این سیستم توسعه یافته، می توان تشخیص احساسات را در زمان واقعی تنها با چند مرحله یادگیری و بدون تجهیزات اندازه گیری پیچیده اجرا کرد. این امکان را برای دستگاه های قابل حمل تشخیص احساسات باز می کند. و نسل بعدی خدمات پلتفرم دیجیتال مبتنی بر احساسات در آینده.”
تیم تحقیقاتی آزمایش‌های تشخیص احساسات را در زمان واقعی انجام دادند و داده‌های چندوجهی مانند تغییر شکل عضلات صورت و صدا را جمع‌آوری کردند. این سیستم دقت تشخیص عاطفی بالایی را با حداقل آموزش نشان داد. ماهیت بی سیم و قابل تنظیم آن، پوشیدن و راحتی را تضمین می کند.
علاوه بر این، تیم این سیستم را در محیط‌های واقعیت مجازی به کار برد و از آن به عنوان یک «دربان دیجیتال» برای تنظیمات مختلف از جمله خانه‌های هوشمند، سینماهای خصوصی و دفاتر هوشمند استفاده کرد. توانایی سیستم برای شناسایی احساسات فردی در موقعیت های مختلف، ارائه توصیه های شخصی برای موسیقی، فیلم و کتاب را امکان پذیر می کند.
پروفسور کیم تاکید کرد: “برای تعامل موثر بین انسان و ماشین، دستگاه‌های رابط انسان و ماشین (HMI) باید قادر به جمع‌آوری انواع داده‌ها و مدیریت اطلاعات یکپارچه پیچیده باشند. این مطالعه پتانسیل استفاده از احساسات را نشان می‌دهد که اشکال پیچیده انسان هستند. اطلاعات، در نسل بعدی سیستم های پوشیدنی.”
این تحقیق در مجله Nature Communications منتشر شده است.
