В результате совместной работы учёные Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California San Diego) и университета Торонто (University of Toronto) разработали компьютерную систему, которая способна по выражению лица человека определить, испытывает ли он реальную боль или же только симулирует её.
"Компьютерной системе удалось обнаружить отличительные динамические особенности мимики, которые люди обычно не замечают, – рассказывает ведущий автор исследования профессор Мариан Бартлетт (Marian Bartlett). – Человек не всегда способен отличить реальное выражение боли от поддельного".
"Люди умеют имитировать мимику и подделывать эмоции достаточно хорошо, чтобы обмануть большинство наблюдателей, – поясняет второй автор профессор Кан Ли (Kang Lee). – Способность компьютера распознавать образы поможет определить, реальную ли боль испытывает человек или же он её просто фальсифицирует. Машины уже давно превзошли человека в выполнении логических задач, например, они чаще побеждают в шахматных партиях. Но компьютеры далеко позади человека в вопросе восприятия: в распознавании речи или идентификации визуальных объектов. Это, пожалуй, один из первых примеров, когда компьютер победил человека в вопросе восприятия".
Программа Бартлетт во многом основана на "Системе кодирования лицевых движений", разработанной популярным психологом Полом Экманом (Paul Ekman) в 1978 году. Это распространённый стандарт систематической классификации физического выражения эмоций, который используется различными специалистами – от психологов до аниматоров, пытающихся наделить своих персонажей более реалистичной мимикой. Главная идея этой системы заключается в том, что каждая эмоция отображается определённой мышцей или группе мышц.
Система, разработанная командой Бартлетт, состоит из двух основных элементов: компьютерного "зрения" и программного обеспечения, распознающего образы.
Система компьютерного зрения способна идентифицировать 20 из 46 лицевых движений, описанных в FACS, в режиме реального времени (кодирование движений, длящихся 1 минуту, вручную заняло бы около 3 часов). Система также фиксирует информацию о длительности того или иного движения, например, насколько быстро движутся губы и как долго часть лица остаётся в одном положении.
Затем собранная таким образом информация передаётся программе, которая учится идентифицировать особенности, отличающие реальную мимику от притворной.
Для подтверждения эффективности своей разработки команда Бартлетт отобрала 25 добровольцев и записала по два видео с каждым. В первом ролике лицо субъекта, выражало реальную боль от погружения одной руки в ведро с ледяной водой в течение минуты. В другом − волонтёры погружали руки в ведро с тёплой водой, но изображали на своём лице реакцию на негативные ощущения.
Затем видеозаписи были продемонстрированы аудитории из 170 человек. Исследовательская группа обнаружила, что люди в большинстве своём были не в состоянии отличить реальные и поддельные выражения боли на лицах добровольцев. Даже после обучения человек успешно разоблачал притворщика лишь в 55% случаев (скорее всего, действуя наугад). Точность работы компьютерной системы в то же время достигла 85%.
"Для столь высоко социального вида, как человек, характерна эволюция лица, – считает Ли. – Лица эволюционировали, чтобы передавать богатую информацию, в том числе выражения эмоций и боли. И благодаря тому, как наш мозг устроен, люди умеют имитировать эмоции, которые они на самом деле не испытывают, успешно обманывая других людей. Компьютер преуспел гораздо больше в определении тонких различий между непроизвольными и произвольными мимическими движениями".
Исследователи утверждают, что их подход способен выявить поведенческие признаки эмоциональной сигнализации.
Как выяснили учёные, наибольшее число признаков поддельных выражений лица выдаёт рот. Обманщики, как правило, открывают его через слишком регулярные интервалы и на опредёленное время. Настоящее выражение эмоции появляется на лице рефлекторно – ведь в этом процессе участвуют головной и спинной мозг. Поддельное же выражение требует сознательного мышления и вовлекает в процесс отвечающие за двигательные функции регионы коры головного мозга.
По словам разработчиков системы, она может использоваться как "детектор лжи" в медицине, национальной безопасности и исследовательских работах. (От себя добавим, что разработка пригодилась бы и в футболе, где игроки иногда прибегают к обманным уловкам.)
Подробности исследования – в статье, вышедшей в журнале Current Biology.
Также по теме:
Компьютеры учатся чувствовать настроение пользователя
Слизевик продемонстрировал свои эмоции с помощью робота
Психологи выделили пять видов скуки
Языку тела стоит доверять больше, чем мимике и выражению глаз
Всё человеческое поведение сводится к четырём эмоциям
Угонщиков и пьяных водителей будут распознавать по мозговым сигналам
Инженеры научили ковёр распознавать походку
