علماء يطورون لاصقًا ذكيًا يكشف المشاعر الحقيقية رغم محاولات إخفائها.

نجح فريق بحثي من جامعة ولاية بنسلفانيا الأمريكية في ابتكار لاصق ذكي مرن، يمتاز بقدرته على رصد المشاعر الإنسانية بدقة حتى في الحالات التي يظهر فيها الأشخاص عواطف غير حقيقية.

وتوضح الدراسة الحديثة المنشورة في دورية “نانو ليترز” أن هذا الاختراع يتجاوز مجرد قراءة تعابير الوجه، ليقدم تحليلاً شاملاً للإشارات الفسيولوجية المرتبطة بالحالة النفسية.

يقول هوانيو تشينغ، أستاذ علوم وهندسة الميكانيكا في جامعة ولاية بنسلفانيا وقائد الفريق البحثي، في تصريحاته للجزيرة نت: “قد تبدو هذه التقنية بسيطة كلاصق على الجلد، لكنها تحمل إمكانية تغيير فهمنا لمشاعرنا ومشاعر الآخرين. نحن نقترب من مستقبل يستطيع فيه الذكاء الاصطناعي أن يفهم الكلمات ويشعر بما نمر به فعلاً”.

ابتكار ذكي معزز بالذكاء الاصطناعي

يتكون الجهاز من شرائح معدنية مرنة يمكن تمديدها، مصنوعة من الذهب والبلاتين، بالإضافة إلى طبقات من البوليمرات الذكية. وقد تم تصميم هذه المواد بطريقة تقلل التداخل بين الحساسات المختلفة، مما يتيح قياسات دقيقة لكل إشارة بشكل مستقل.

يوضح تشينغ: “الاستقلالية هنا تعني أننا استطعنا تقليل التداخل بين الإشارات المختلفة بشكل كبير من خلال التصميم الهيكلي الأمثل واختيار المواد بعناية، مثل استخدام طبقات من البوليمرات الذكية لعزل الحساسات عن تأثيرات الشد. فقط مستشعر الرطوبة يتعرض للبيئة الخارجية، مع عزل الجزيئات المائية بفضل طبقة أخرى من البوليمرات”.

يعتمد الجهاز اللاصق الجديد على مبدأ فصل الإشارات المتعددة، مع بنية مزدوجة الطبقات التي تخفف من حجمه وتعزز من راحة المستخدم، مدعماً بنموذج دقيق يعتمد على الذكاء الاصطناعي للتعرف على المشاعر.

يُشبه الجهاز اللاصق الطبي الذي يُلصق على الجلد، مما يتيح وضعه على الوجه أو الذراع أو الجبهة. ويتفاعل مع تطبيقات الهواتف المحمولة ومنصات الحوسبة السحابية، ما يجعله أداة مثالية للرصد عن بُعد في إطار خدمات الطب عن بُعد.

سقوط الأقنعة

على عكس الأجهزة التقليدية لمراقبة الحالة، لا يقتصر اللاصق الذكي الجديد على تحليل تعابير الوجه، بل يدمجها مع إشارات بيولوجية أخرى. فعلى سبيل المثال، تشير زيادة حرارة الجلد إلى شعور بالغضب أو الدهشة، بينما نقص درجة الحرارة يرتبط بالحزن أو الخوف، وارتفاع رطوبة الجلد يظهر غالبًا أثناء الخوف نتيجة التعرق، بينما التغيرات في معدل نبضات القلب ترتبط بمشاعر مختلفة.

يضيف تشينغ: “يمكن أن يكون التعبير الظاهري مضللاً لنماذج الذكاء الاصطناعي، لكن المعلومات البيولوجية المدمجة لا تكذب، مما يزيد من دقة النموذج في التعرف على المشاعر البشرية”. وبالتالي، فإن جمع هذه المعلومات بشكل متزامن يوفر رؤية أوضح للمشاعر الحقيقية، مما يفتح آفاقًا جديدة لدعم الرعاية الطبية النفسية والتدخل المبكر.

تلك المعلومات التي يجمعها الجهاز تحولت إلى بيانات تدريب نموذج ذكاء اصطناعي تم تصميمه خصيصًا لتمييز المشاعر، من خلال الاعتماد على بيانات حقيقية من 8 متطوعين قاموا بمحاكاة 6 تعابير وجهية شائعة وهي السعادة، والدهشة، والخوف، والحزن، والغضب، والاشمئزاز، 100 مرة لكل نوع.

بعد تدريب النموذج، تم استقدام متطوعين آخرين، وعُرضت عليهم مقاطع فيديو تستفز تلك المشاعر بشكل واقعي، مثل مشاهد مزعجة أو مخيفة أو مواقف تثير الاشمئزاز. وقد نجح الجهاز في تمييز بين المشاعر المزيفة والحقيقية بدقة عالية، حيث تمكن من التعرف على 96% من المشاعر المزيفة مقارنة بحوالي 89% من المشاعر الحقيقية.

يقول تشينغ: “لقد كان تعقيد المشاعر البشرية تحديًا كبيرًا في تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي لتمييز المشاعر الحقيقية عن المزيفة، ورغم صغر حجم العينة، إلا أن إضافة بيانات مثل درجة حرارة الجلد والرطوبة ومعدل نبض القلب حسنت دقة النموذج”.

من الرعاية النفسية إلى مراقبة المرضى

يطمح الباحثون إلى أن تفتح هذه التقنية، مع الالتزام بإجراء اختبارات مستقبلية، آفاقاً واسعة للتطبيقات الطبية والنفسية في المستقبل، حيث يمكن استخدامها في الرعاية النفسية عن بُعد لتحديد حالات الاكتئاب أو القلق مبكراً. بالإضافة إلى مراقبة الحالة النفسية لمرضى الخرف أو التوحد، خاصةً الذين لا يمكنهم التعبير عن أنفسهم.

كما يمكن تطبيق تلك التقنية في العيادات البيطرية لرصد مشاعر الحيوانات بعد تعديلها لتناسب فسيولوجيتها. وقد تُستخدم لمراقبة الجروح المزمنة ومتابعة حالات مرضية لم يكن بمقدور علاجها بهذه الدقة، مثل اضطرابات الجهاز العصبي.

يضيف تشينغ: “يتطلب الانتقال من الكشف عن المشاعر إلى البرنامجات الأخرى (مثل كشف المرضى) دمج إشارات بيولوجية جديدة ذات صلة، كالمؤشرات الحيوية الموجودة في السوائل البيولوجية مثل العرق أو السوائل الخلوية”، ويضيف: “تعد هذه من بين الاتجاهات البحثية التي نعمل عليها حاليًا باستخدام مواد نانوية جديدة ونماذج ذكاء اصطناعي متقدمة لتحسين الاستقرار والتوافق الحيوي، مما يؤدي إلى تحقيق دقة تشخيصية تقييم علاجية أفضل”.

على الرغم من الإمكانيات الواعدة، فإن استخدام هذه التقنية يطرح تحديات أخلاقية، خاصة بشأن خصوصية المعلومات. إذ يمكن أن يؤدي أي وصول غير مصرح به، أو اختراق المعلومات، أو إساءة الاستخدام من قبل مقدمي الخدمات، أو أصحاب العمل، أو أطراف ثالثة أخرى، إلى التمييز أو وصم الأفراد.

وفي هذا السياق، يوضح تشينغ: “تعتبر الإشارات التي نجمعها بيانات شخصية حساسة. لذا، نعتمد على تقنيات تشفير وإخفاء الهوية، بالإضافة إلى الحصول على موافقة المستخدم قبل جمع أو مشاركة أي بيانات”.

ويختتم مطمئناً أن التقنية يجب ألا تستخدم بمفردها للتشخيص، بل كأداة مساعدة ضمن إطار متكامل من أدوات التشخيص الطبي.