Эфирный звук с гладкой, мелодичной мелодией, перетасовывающей клавиши, и мягкое прикосновение для удара, наполняет лабораторию в Детской реабилитационной больнице Торонто Holland Bloorview Kids. Это стало возможным благодаря носимым датчикам на кончиках пальцев и груди ребенка, которые отслеживают пульс, дыхание, температуру и потоотделение, и алгоритму, который интерпретирует эти данные как звук, электронный выход не очень танцевальный. Но изменения в темпе, мелодии и других музыкальных элементах позволяют лучше понять эмоции ребенка.
Это биомузыка, эмоциональный интерфейс, который отслеживает физиологические сигналы, связанные с эмоциональными состояниями, и переводит их в музыку. Изобретенная командой из Holland Bloorview, возглавляемой биомедицинскими инженерами Stefanie Blain-Moraes и Elaine Biddiss, цель состоит в том, чтобы предложить дополнительные средства общения людям, которые могут не выражать свое эмоциональное состояние легко, включая детей, страдающих аутизмом, но не ограничиваясь ими. расстройство или с глубокими умственными и множественными нарушениями. В исследовании 2016 года, проведенном в Frontiers in Neuroscience, Биддисс и ее соавторы записали биомузыку 15 детей в возрасте до 10 лет - как детей с расстройствами аутистического спектра, так и типично развивающихся детей - в ситуациях, вызывающих тревогу и не вызывающих беспокойства, и воспроизвели их в взрослые, чтобы увидеть, могут ли они отличить. Они могли. (В нижней части исследования вы можете загрузить и прослушать биомузыку.)
«Это дети, которые могут не иметь возможности общаться по традиционным путям, что немного усложняет задачу их попечителей», - говорит Стефани Чунг, кандидат наук в лаборатории Biddiss и ведущий автор исследования. «Идея состоит в том, чтобы использовать это для того, чтобы лица, обеспечивающие уход, могли слушать, как меняются эти сигналы, и таким образом определять чувства человека, с которым они общаются».
Хотя в исследованиях Биддисса использовался этот атмосферный звук, он не обязательно должен быть специфическим видом музыки, отмечает Блен-Мораес, доцент кафедры физической и трудотерапии, которая руководит Лабораторией биосигнальных взаимодействий и технологий личности в университете Макгилла. Блен-Мораес, бывший аспирант Biddiss в Holland Bloorview, который помог изобрести оригинальную систему, работает над дальнейшим развитием технологии. Среди ее модификаций - возможность использовать различные «звуковые скины», которые создают шум, который пользователь находит приятным. Цель состоит не в том, чтобы разработать технологию для одной группы.
«Мы много ищем того, что мы называем резонансным дизайном», - говорит она. «Мы не пытаемся спроектировать для состояния, мы стремимся спроектировать для потребности, и часто эти потребности находят отклик в разных условиях». Это может быть лицо, осуществляющее уход, которое хочет получить больше информации от своего пациента, или мать, которая хочет Альтернативный способ наблюдения за ребенком в другой комнате. Это может относиться к человеку, который хочет отслеживать свое собственное эмоциональное состояние, или к человеку со стареющим родителем, который стал менее способным выразить себя.
В исходном состоянии технология оснащалась датчиком кончика пальца, который отслеживал частоту сердечных сокращений, температуру кожи и электродермальную активность (потоотделение). Они были выражены, соответственно, в ритме, тональности и мелодии музыки. Дополнительный нагрудный ремень отслеживал расширение грудной клетки, которое было интегрировано в музыку как своего рода свистящий звук. Каждая из этих физиологических особенностей может изменяться, когда человек испытывает беспокойство: потоотделение, частота сердечных сокращений и дыхание увеличиваются, в то время как кровеносные сосуды сжимаются, что приводит к снижению температуры кожи.
Но есть еще много препятствий, которые необходимо преодолеть, технологические и другие. В идеале система менее навязчива. Блен-Мораес реализовал метод оценки дыхания на основе количества крови в пальце, чтобы заменить нагрудный ремень, и поместил другие датчики в браслет FitBit. Встраивание всего этого в потребительский продукт, такой как Apple Watch, хотя и немыслимо, но потребует меньших, более качественных датчиков, чем мы имеем сейчас.
«Существует важное различие, которое вам необходимо провести между изменениями в вашем теле, которые происходят для поддержания гомеостаза, и изменениями в вашем теле, которые характерны для эмоциональных и психических состояний», - говорит Блен-Мораес. «Вам нужны датчики, которые достаточно чувствительны, чтобы быть в состоянии уловить эти изменения - и они имеют тенденцию быть намного меньшего масштаба и быстрее - которые связаны с физиологическими, психическими и эмоциональными состояниями».
Тогда есть научные проблемы. Выявление тревоги, похоже, сработало, если сравнивать с расслабленным состоянием. Но как будут развиваться технологии, сравнивая тревогу с волнением, двумя состояниями, которые характеризуются многими одинаковыми физиологическими сигналами, не говоря уже о сложных и перекрывающихся эмоциях? Использование контекста ситуации может помочь, но этот процесс еще более усложняется пользователями - дети с расстройствами аутистического спектра не всегда показывают одни и те же физиологические сигналы, иногда демонстрируя повышенную частоту сердечных сокращений в не тревожных состояниях, показывая более узкий диапазон электродермальная активность и различные реакции температуры кожи.
«Биомузыка и технологии озвучивания представляют собой интересный подход к передаче эмоциональных состояний», - говорит Мириам Ленс, клинический психолог и исследователь в Медицинском центре Университета Вандербильта в рамках Программы «Музыка, разум и общество». «Еще предстоит выяснить, насколько хорошо эта технология может различать состояния, которые имеют перекрывающиеся физиологические показатели, например, как возбуждение, так и беспокойство включают повышенное возбуждение, а также смешанные и колеблющиеся состояния. В разных популяциях и для разных людей могут быть различия в том, как состояния проявляются физиологически ".
Наконец, что наиболее проблематично, возникают этические дилеммы. Биомузыка публично передает очень личную информацию - свое эмоциональное состояние. Во многих случаях использования люди, о которых идет речь, не имеют возможности сообщить о своем согласии. И когда человек не может проверить достоверность этой информации - скажем, что он на самом деле испытывает беспокойство - этот человек может быть не в состоянии исправить недоразумение.
«Это похоже на многие этические проблемы: нет правильного или неправильного», - говорит Биддисс. «Можно также считать неправильным отказывать человеку в пути общения со своими близкими».
В худшем случае это может сыграть в обратной связи смущающей биомузыки. Однажды, во время лекции, Блен-Мораес носил биомюзик систему. Когда ей был задан сложный вопрос, биомузыка усилилась, заставив всех смеяться, что ее смутило, поэтому усилилось еще больше, и все стали больше смеяться - и так далее.
Несмотря на эти проблемы, биомузыка развивается как технология. Это просто интерпретировать и не требует единого визуального внимания. Команда Blain-Moraes из McGill работает над приложением с сопутствующими датчиками. Они находятся в стадии исследования и проектирования, говорит она, делясь прототипами с лицами, обеспечивающими уход, и пациентами с деменцией или аутизмом, чтобы гарантировать, что это совместный процесс. В предыдущем исследовании Blain-Moraes, Biddiss и нескольких других авторов в дополненном и альтернативном общении родители и опекуны рассматривали биомузыку как мощный и позитивный инструмент, называя его освежающим и гуманизирующим.
«Это действительно повсеместный инструмент, который можно использовать, чтобы люди лучше осознавали свои эмоции», - говорит Блен-Мораес.
