Mikor fáj? - Fájdalomdetektálás arckifejezésből

Néhány éve még úgy gondolták, hogy a csecsemők nem éreznek fájdalmat, mert agyuk nem elég érett életük első pár hónapjában. Ennek következtében a műtéteket is érzéstelenítés nélkül végezték el, ki tudja milyen maradandó traumákat okozva a csöppségeknek. A neurológia fejlődése következtében, a kilencvenes évek közére megváltozott a gyermekorvosok hivatalos álláspontja a kérdésről. Ma már a fájdalomcsillapítók használatán túl, a csecsemők műtét utáni állapotát többféle fiziológiai mérőeszközzel monitorozzák: mérik a szívritmusukat, illetve a vérnyomásukat. Ezekből a mutatókból sokszor nem lehet pontosan következtetni a csecsemőben végbemenő érzelmi folyamatokra, gyakoriak a vakriasztások, illetve a műszerek által nem jelzett, de a csecsemők által fájdalmasnak megélt állapotok. A csecsemők verbális kommunikációját: sírását, nyögdécselését is nehéz pontosan értelmezni, az arckifejezésük alapján viszont elég nagy pontossággal meghatározható, milyen érzelmi állapotban van a gyermek.

A Missouri Állami Egyetem kutatói is az arcokról készített fényképekből indultak ki. Céljuk az volt, hogy a gyermekkórházak számára egy olyan számítógépes monitorozó rendszert készítsenek el, mely egy a gyermek feje fölé helyezett kamera segítségével, nagy biztonsággal meg tudja állapítani, hogy szükség van-e nővéri felügyeletre vagy sem.

A rendszer neurális hálón alapuló tanuló algoritmusokkal működik. A tanításhoz csupán alig több mint 200 képet használtak, melyek 26 különböző gyermeket mutattak fájdalom átélése közben, illetve olyan arckifejezésekkel, melyeket nagyon hasonlítanak a fájdalmas grimaszokhoz. A fájdalmat a gyermekek sarkát tűvel megszúrva okozták, a fájdalomhoz hasonlító arckifejezéseket pedig az arcukra fújással idézték elő, ami köztudottan nem fáj, viszont nagyon bosszantja a kicsiket. Az első éles tesztek azt mutatják, hogy a program 90%-os pontossággal határozza meg, hogy mikor érez fájdalmat, és mikor nyűgölődik csupán a csecsemő.

Az arckifejezésen alapuló érzelem-felismerés régóta foglalkoztatja az érzelmi számítással (Affective Computing, AC) foglalkozó kutatókat. A képen látható Paul Ekman nevű pszichológus a 70-es években kidolgozott egy taxonómiát, ami sorra veszi az arc 23 pár izmát, és ennek segítségével írja le az érzelmek arckifejezésekben való megjelenítését. Az Arctevékenység-kódoló Rendszert (Facial Action Coding System, FACS) előszeretettel használják a 3D-s arc animációval és az érzelemdetektálással foglalkozó kutatók az informatikában. Az érzelemfelismerő rendszerek gyakran használnak neurális hálózatokat, viszont ritkán alkalmaznak holisztikus felismerő algoritmusokat. Az egész arcot egységként kezelő rendszerek, az érzelmi állapotnak legfeljebb egy-egy aspektusát tudják megragadni, összetett érzelmi állapotokat nem tudnak megkülönböztetni egymástól.

Ez persze nagyban függ attól is, hogy milyen pszichológiai érzelem-elméleten alapul a program. Az érzelmi számítással foglalkozó kutatók általában az Ekman vizsgálataiban is megerősített hat alapérzelmes modell veszik kiindulópontjuknak: szomorúság, vidámság, félelem, düh, meglepődés, undor. A klasszifikáló rendszer az arcfelismerés után elkülöníti az arc egyes részeit, és ezeken a területeken eltérő neurális hálózatok segítségével határozzák meg az ábrázolt személy érzelmi állapotának egyes összetevőit.

Az érzelmek nehezen hozzáférhetőek a számítógépes rendszerek számára. Maguknak az embereknek sem egyértelmű sokszor, hogy milyen érzelmi, hangulati állapotot élnek meg éppen - nyilatkozta az Agent Portalnak Tatai Gábor az AITIA kutatója. Az arckifejezésen alapuló érzelemdetektáló rendszerek rendkívül összetettek, és a differenciáltabb érzelemi állapot meghatározást lehetővé tevő programok még nem elég hatékonyak. Talán ezért is közelítették meg az érzelmek problémakörét az AITIA-nál a szöveg felöl. GALA névre keresztelt rendszerünk egy beszélgető-robottal való chattelés közben próbálja kielemezni a felhasználó által beírt szöveg érzelmi töltetét, - mondja Tatai - és ez alapján választja ki a tudásbázisban rendelkezésre álló válaszok közül a legadekvátabb reakciót.

A legtöbb futurológus különös figyelmet szentel ennek az informatikai területnek. Az érzelmi számítás a Brittish Telecom neves jövőkutatója, Ian Pearson szerint is meghatározó szerepet kaphat a következő évtizedben a felhasználói felületek kialakításánál és az ember-számítógép interakciók megtervezésénél. Az felhasználók érzelmei ugyanolyan, vagy sok szempontból fontosabb információt hordoznak, mint billentyűzeten, vagy egér segítségével közölt üzenetek, döntések. A userek az érzelmeikre megfelelően reagáló rendszerekkel mindenképp jobban meg lesznek elégedve, és intelligensebbnek tartják majd őket, mind a hangulataikat, érzelmi impulzusaikat figyelmen kívül hagyó, de amúgy több funkcióval rendelkező programokkal.

Forrás:
Agent Portál, 2006.10.22.