作者 MathWorks

我們口袋里和手腕上充斥的電子設備常遭到指責，說它們讓我們陷于痛苦。它們閃爍的屏幕和不斷發(fā)出的響聲，讓我們習慣于關注連續(xù)不斷的辦公新消息和朋友圈上的“贊”。但是，如果這些電子產(chǎn)品可以用來改善心理健康，那會如何呢？

在 Chryssoula K. 的母親診斷出患有晚期乳腺癌后，她努力在作為兒女的職責和工作、新生兒、婚姻、朋友及私人時間之間做出平衡。盡管 Chryssoula 不是技術達人，她還是報名參加一項新設備的前期測試，該設備可持續(xù)監(jiān)測她的情緒狀態(tài)。

這就是 Sentio 的 Feel 項目的承諾：只需一個腕帶和手機應用即可跟蹤用戶的情緒狀態(tài)、提供定期身心鍛煉，并實現(xiàn)每周與治療師一次的溝通。

圖1. 可穿戴設備中的傳感器可測量心率、皮膚電反應、溫度和運動的變化。

該系統(tǒng)使用人工智能 （AI） 和最新的心理學研究成果，與佩戴者和咨詢師合作，提供即時、準確的個性化治療?！斑@是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的療法，在循證治療方面是一個巨大的優(yōu)勢?！背肿C臨床社會工作者、 Sentio 首席治療師 Sharon Kaplow 說道。

Sentio 的創(chuàng)始人 George Eleftheriou 和 Haris Tsirmpas 根據(jù)他們自己的經(jīng)驗看到了改善心理治療的必要性。Eleftheriou 飽受倦怠和抑郁的折磨，而 Tsirmpas 則經(jīng)受著難以捉摸的恐慌癥的困擾。他們都從心理咨詢中受益，同時也發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有治療標準的漏洞。心理健康評估具有很強的主觀性，對預防的重視程度有限。此外，診斷經(jīng)常被忽略，很少有實時干預。

解決這些問題將產(chǎn)生全球性影響。據(jù)估計，全世界有 5 億人患有精神疾病，僅在美國每年的花費就高達 5000 億美元。更好的療法將惠及所有人：患者、治療師、保險公司和社會。

小目標和大目標

Sentio 的解決方案提供了新的治療方法。它的核心是一款名為“感覺情緒傳感器” （Feel Emotion Sensor） 的腕帶，類似于當下流行的很多人都佩戴的運動手環(huán)。但這個腕帶有四個傳感器，可以探測與情緒相關的生理反應。這些傳感器包括一個測量心率變化的光電血管容積圖傳感器、一個測量出汗的皮膚電反應 （GSR） 傳感器、一個測量溫度的紅外光傳感器和一個捕捉運動的慣性測量單元?！案杏X情緒傳感器”通過藍牙將這些信號持續(xù)發(fā)送給 Feel 應用，F(xiàn)eel 應用再將這些信號上傳到云端的服務器上。該服務器包含專有人工智能算法，可以分析數(shù)據(jù)并檢測以下四種情緒之一：喜悅（正能量、高能量）、滿足（正能量、低能量）、憂慮（負能量、高能量）和悲傷（負能量、低能量）。

通常，當 Feel 應用檢測到某種情緒時，會要求用戶描述正在發(fā)生的事情以及他們的感受。這種反饋有三個目的：幫助算法改進、為治療師提供更豐富的信息，以及提示記錄日志，這帶來了更好的自我洞察力。Chryssoula 說，這款應用“激勵我在提升自我、改善消極想法和消除恐懼的方式上變得有針對性和有分析能力”。

這款應用還會推薦幾種鍛煉方式中的一種。例如，用戶可能需要回憶他們上次治療的關鍵信息，并描述他們計劃如何在日常生活中使用這些信息。

Feel 項目持續(xù) 16 周。每周，用戶都有與一名持證治療師進行視頻聊天的環(huán)節(jié)，該治療師可以通過軟件儀表板對用戶的數(shù)據(jù)進行保密訪問。由于采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法，與傳統(tǒng)的 45 分鐘聊天相比，現(xiàn)在的聊天環(huán)節(jié)只需要 15 分鐘。在第一次的聊天環(huán)節(jié)，他們會設定一個總體的大目標，以及一組每周的子目標。Kaplow 說，這是為了增加責任感，使大目標更易于實現(xiàn)。

例如，如果總體的大目標是在工作中扮演新的領導角色，那么子目標可能是首先尋找做出貢獻的機會，然后找出做出貢獻的方法，最后調(diào)整任何消極的想法。Kaplow 說，具體的功能目標有時會揭示更多的情緒目標。這款應用的認知行為治療練習可以幫助用戶實現(xiàn)這些目標。

圖2. Feel 項目包括一個手機應用，可以跟蹤用戶的情緒狀態(tài)、向其推薦策略，并要求用戶描述正在發(fā)生的事情。這些信息在每周與 Feel 治療師的聊天環(huán)節(jié)中會用到。

用戶向治療師反饋任何問題。Kaplow 說，某個在會議上有發(fā)言障礙的客戶可能會說：“‘盡管我在挑戰(zhàn)自己的想法，想要發(fā)言，但我的心在狂跳，我的嘴很干，我就是做不到。’所以，我們會探討，‘下次你能做出哪些改變？什么有助于你處理上述生理問題？’這就是治療練習的用武之地。”

Chryssoula 的主要目標是改善與家人和朋友的關系?！袄眠@些目標，我找到了與母親和孩子相處更充實、更有成效的方法?！彼f?！拔颐恐苤辽侔才乓淮魏妥詈玫呐笥淹獬?。”

她還看到生活其他方面的改善。“我在工作中成功地完成一個要求高、壓力大的項目，還抽出一點時間來放松和做其他事情?！?/p>

人工智能算法分析來自感覺情緒傳感器的數(shù)據(jù)，并檢測四種情緒之一：喜悅、滿足、憂慮和悲傷。

信號篩選

Tsirmpas 說，在設計 Feel 時，“最大的挑戰(zhàn)是將一系列生理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成清晰而具體的決策——情緒的標記?！睘榇耍麄冊?MATLAB? 中開發(fā)了人工智能和信號處理算法。

圖3.機器學習和信號處理算法利用 “感覺情緒傳感器” 采集的生理數(shù)據(jù)來檢測情緒。

信號處理的第一步是對信號進行預處理以去除外部噪聲。對于生理數(shù)據(jù)，你可以過濾掉任何由行走引起的波動。然后是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，它會在數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)重要的特征。與數(shù)百萬個獨立的數(shù)據(jù)點相比，這些高級特征更易于進行算法處理。

Tsirmpas 說，他們使用 MATLAB 來清除噪音信號，并將信號分割成離散的情緒事件?！八兄诳焖偻七M，讓算法變得更有穩(wěn)健?！?/p>

機器學習是人工智能的一種形式，非常適合涉及大量數(shù)據(jù)和大量變量的復雜問題，它用于情緒事件檢測算法中。機器學習算法 （MATLAB 中的功能） 可識別數(shù)據(jù)中的特征，例如表示不同情緒生物標記物的組合。正是這些運行在亞馬遜網(wǎng)絡服務 （Amazon Web Services， AWS）服務器上的基于云的算法，可以監(jiān)控患者的情緒狀態(tài)，并將結(jié)果反饋給 Feel。

為了指導他們的機器學習算法，Sentio 首先從心理學文獻開始，找到哪些物理信號最能反映對應的情緒。然后，他們通過讓佩戴感覺情緒傳感器的人描述他們的感受來微調(diào)模型。這些模型還對讀數(shù)進行了分類，如果情緒標簽與用戶描述的不同，則模型會進行自我更新，以便下次更好地工作。該系統(tǒng)還可以根據(jù)每個用戶進行自我調(diào)整。Kaplow 說，有人報告稱，他們覺得感覺情緒傳感器真的在了解他們了?？偟膩碚f，這個系統(tǒng)已完成了數(shù)百個用戶的測試。

在某些情況下，感覺情緒傳感器可能比他們自己更了解他們。Kaplow 說：“有時候我們沒有意識到自己的情緒?！巴ǔ?，我們會有客戶來抱怨他們有胃病或頭痛，他們認為這些身體癥狀完全與情緒無關。而這種綜合診斷的目的是連接你的身心，幫助你更好地調(diào)整自己以適應正在發(fā)生的事情?！?/p>

“最大的挑戰(zhàn)是需要以某種方式將連續(xù)不斷的生理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成清晰而具體的決策——情緒的標記?！薄狧aris Tsirmpas， Sentio cofounder

Chryssoula 說：“整個星期，F(xiàn)eel 應用幫助我注意到我在每個重要時刻的感受——不管是好是壞——以及感受的強烈程度。這讓我去思考如何解決問題，有時我會使用它的幫助建議，比如呼吸練習，幫助我度過壓力?！?/p>

這個應用提供了互動的情緒日歷，不僅提供通知和輸入，還為個人提供準確的情緒和心理形象。Kaplow 指出，F(xiàn)eel 讓她對客戶有了更好的了解，“但我認為客戶對自己有了更好的了解，這一點更重要?！?/p>

Kaplow 認為 Feel 是她服務的力量倍增器?！斑@項技術帶來了一定程度上的參與度和意識，這是很有幫助的。在傳統(tǒng)治療中，你會去和治療師面談，而日常生活中治療師并不在你身邊。如果在一周中沒有這樣的實時提醒，你的進步就會變慢。感覺情緒傳感器和應用程序提供了持續(xù)的參與度。你所學到的和討論過的東西一直呈現(xiàn)在你面前?！?/p>

“整個項目對我來說是一個驚喜，”Chryssoula 說，“盡管我每周只花很短的時間在心理治療上，但我感覺自己每天都在不斷地進行互動心理治療，這些治療完全為我的日常生活而打造。”

Kaplow 認為，像 Feel 這樣的系統(tǒng)可以解決之前強調(diào)的心理健康治療的許多問題?！皞鹘y(tǒng)療法會回顧過去一周內(nèi)發(fā)生的事情，并期待你能做些什么。但這項技術可以提供實時支持，這種方法是傳統(tǒng)療法所不具備的。如果有問題，我的傳統(tǒng)療法客戶會給我發(fā)短信尋求幫助，但這需要他們主動找我?！钡?，借助 Feel，“感覺情緒傳感器就會一直主動為他們提供幫助。”

“當我開始這個項目時，我無法想象它會有如此積極的影響?！盋hryssoula 說道?！拔艺J識到，處理任何復雜情況的第一步是處理好自己的想法和感受?！?/p>