作者 MathWorks

我們口袋里和手腕上充斥的電子設(shè)備常遭到指責(zé)，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(xí)慣于關(guān)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(zé)和工作、新生兒、婚姻、朋友及私人時(shí)間之間做出平衡。盡管 Chryssoula 不是技術(shù)達(dá)人，她還是報(bào)名參加一項(xiàng)新設(shè)備的前期測試，該設(shè)備可持續(xù)監(jiān)測她的情緒狀態(tài)。

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

圖1. 可穿戴設(shè)備中的傳感器可測量心率、皮膚電反應(yīng)、溫度和運(yùn)動的變化。

該系統(tǒng)使用人工智能 （AI） 和最新的心理學(xué)研究成果，與佩戴者和咨詢師合作，提供即時(shí)、準(zhǔn)確的個(gè)性化治療。“這是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的療法，在循證治療方面是一個(gè)巨大的優(yōu)勢。”持證臨床社會工作者、 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(yàn)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(shí)也發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有治療標(biāo)準(zhǔn)的漏洞。心理健康評估具有很強(qiáng)的主觀性，對預(yù)防的重視程度有限。此外，診斷經(jīng)常被忽略，很少有實(shí)時(shí)干預(yù)。

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

小目標(biāo)和大目標(biāo)

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(dāng)下流行的很多人都佩戴的運(yùn)動手環(huán)。但這個(gè)腕帶有四個(gè)傳感器，可以探測與情緒相關(guān)的生理反應(yīng)。這些傳感器包括一個(gè)測量心率變化的光電血管容積圖傳感器、一個(gè)測量出汗的皮膚電反應(yīng) （GSR） 傳感器、一個(gè)測量溫度的紅外光傳感器和一個(gè)捕捉運(yùn)動的慣性測量單元。“感覺情緒傳感器”通過藍(lán)牙將這些信號持續(xù)發(fā)送給 Feel 應(yīng)用，F(xiàn)eel 應(yīng)用再將這些信號上傳到云端的服務(wù)器上。該服務(wù)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(fù)能量、高能量）和悲傷（負(fù)能量、低能量）。

通常，當(dāng) Feel 應(yīng)用檢測到某種情緒時(shí)，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(gè)目的：幫助算法改進(jìn)、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(yīng)用“激勵(lì)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(yīng)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(guān)鍵信息，并描述他們計(jì)劃如何在日常生活中使用這些信息。

Feel 項(xiàng)目持續(xù) 16 周。每周，用戶都有與一名持證治療師進(jìn)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(jìn)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(shè)定一個(gè)總體的大目標(biāo)，以及一組每周的子目標(biāo)。Kaplow 說，這是為了增加責(zé)任感，使大目標(biāo)更易于實(shí)現(xiàn)。

例如，如果總體的大目標(biāo)是在工作中扮演新的領(lǐng)導(dǎo)角色，那么子目標(biāo)可能是首先尋找做出貢獻(xiàn)的機(jī)會，然后找出做出貢獻(xiàn)的方法，最后調(diào)整任何消極的想法。Kaplow 說，具體的功能目標(biāo)有時(shí)會揭示更多的情緒目標(biāo)。這款應(yīng)用的認(rèn)知行為治療練習(xí)可以幫助用戶實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

圖2. Feel 項(xiàng)目包括一個(gè)手機(jī)應(yīng)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(gè)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(xí)的用武之地。”

Chryssoula 的主要目標(biāo)是改善與家人和朋友的關(guān)系。“利用這些目標(biāo)，我找到了與母親和孩子相處更充實(shí)、更有成效的方法。”她說。“我每周至少安排一次和最好的朋友外出。”

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(gè)要求高、壓力大的項(xiàng)目，還抽出一點(diǎn)時(shí)間來放松和做其他事情。”

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(shè)計(jì) Feel 時(shí)，“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(biāo)記。”為此，他們在 MATLAB? 中開發(fā)了人工智能和信號處理算法。

圖3.機(jī)器學(xué)習(xí)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(jìn)行預(yù)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(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)點(diǎn)相比，這些高級特征更易于進(jìn)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。“它有助于快速推進(jìn)，讓算法變得更有穩(wěn)健。”

機(jī)器學(xué)習(xí)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(fù)雜問題，它用于情緒事件檢測算法中。機(jī)器學(xué)習(xí)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(biāo)記物的組合。正是這些運(yùn)行在亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù) （Amazon Web Services， AWS）服務(wù)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(dǎo)他們的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，Sentio 首先從心理學(xué)文獻(xiàn)開始，找到哪些物理信號最能反映對應(yīng)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(jìn)行了分類，如果情緒標(biāo)簽與用戶描述的不同，則模型會進(jìn)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(gè)用戶進(jìn)行自我調(diào)整。Kaplow 說，有人報(bào)告稱，他們覺得感覺情緒傳感器真的在了解他們了。總的來說，這個(gè)系統(tǒng)已完成了數(shù)百個(gè)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(shí)候我們沒有意識到自己的情緒。“通常，我們會有客戶來抱怨他們有胃病或頭痛，他們認(rèn)為這些身體癥狀完全與情緒無關(guān)。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(yīng)正在發(fā)生的事情。”

“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(biāo)記。”——Haris Tsirmpas， Sentio cofounder

Chryssoula 說：“整個(gè)星期，F(xiàn)eel 應(yīng)用幫助我注意到我在每個(gè)重要時(shí)刻的感受——不管是好是壞——以及感受的強(qiáng)烈程度。這讓我去思考如何解決問題，有時(shí)我會使用它的幫助建議，比如呼吸練習(xí)，幫助我度過壓力。”

這個(gè)應(yīng)用提供了互動的情緒日歷，不僅提供通知和輸入，還為個(gè)人提供準(zhǔn)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(rèn)為客戶對自己有了更好的了解，這一點(diǎn)更重要。”

Kaplow 認(rèn)為 Feel 是她服務(wù)的力量倍增器。“這項(xiàng)技術(shù)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(shí)時(shí)提醒，你的進(jìn)步就會變慢。感覺情緒傳感器和應(yīng)用程序提供了持續(xù)的參與度。你所學(xué)到的和討論過的東西一直呈現(xiàn)在你面前。”

“整個(gè)項(xiàng)目對我來說是一個(gè)驚喜，”Chryssoula 說，“盡管我每周只花很短的時(shí)間在心理治療上，但我感覺自己每天都在不斷地進(jìn)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(rèn)為，像 Feel 這樣的系統(tǒng)可以解決之前強(qiáng)調(diào)的心理健康治療的許多問題。“傳統(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(xiàng)技術(shù)可以提供實(shí)時(shí)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。”但是，借助 Feel，“感覺情緒傳感器就會一直主動為他們提供幫助。”

“當(dāng)我開始這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，我無法想象它會有如此積極的影響。”Chryssoula 說道。“我認(rèn)識到，處理任何復(fù)雜情況的第一步是處理好自己的想法和感受。”