可穿着黑科技：从皮肤中读懂你的情绪

我们天天都会有各种各样的情绪，有开心，有失落，有激动，有苦闷…… 这些 情绪也在不停地影响着我们的举动 ，让我们在作出购置决议、技能使用以及影响客户相同等方面。

多年来，情绪追踪一直是人机工程学领域的一项紧张研究指标，实时、准确地掌握用户情绪，对于人机体系的设计和改进具有现实意义。

近日，由兰卡斯特大学计算与通讯学院的Corina Sas 教授领导的一个国际研究团队开发了一种创新的方式，来解读我们皮肤电导产生的生物信号。

研究职员通过腕式可穿着传感器装备收罗人体皮肤生物学数据，并开发了一个可视化的体系界面，以彩色、变化的图案来描绘佩戴者皮肤电导率和运动信号的实时状态。该体系可以或许告诉用户，自己的压力水平如何，以帮助用户在运动中到达好的状态，并允许用户跟踪自己的情绪变化。

这项研究题为Ambiguity as a Resource to inform Proto-Practices: The Case of Skin的研究论文，发表在ACM旗舰期刊《人机交互学报》（Transactions in Computer-Human Interaction, ToCHI）上，并将在2020年的CHI大会上发表。

藏在皮肤中的秘密

人的情绪变化总是陪同一系列生理反应，如呼吸、血压、脉搏、腺体排泄等生理变化。而皮肤电导率作为权衡人体出汗几多的指标，可以或许反应出人体的情绪和生理反应，因此常用作丈量情绪变化的生理指标，而这项指标也是测谎仪等技能的基础。

自法国生理学家 Fran ois Vigouroux 在 1879 年发明 “ 皮肤电反射 ” （galvanic skin reflex）以来，皮电这项生物信号一直被遍及用来作为探查人类生理生理活动历程的手段，同时也作为评价人的意向活动、叫醒水平和情绪反应等的一种指标，尤其对影响人的生理活动和人体康健和疾病有紧张关系的情绪反应。

在目前还没有更好的指标可以测定情绪反应的强度、连续时间和频率的情况下，皮电信号仍是研究人类情绪的一种紧张手段。正是基于这一缘故原由，各领域研究职员也在不停地探索基于生物信号准确分析情绪等人体特性的装备。

斯德哥尔摩皇家理工学院（KTH）的高级研究员、该研究的首席研究员Pedro Sanches博士说：“我们的身领会产生各种可以丈量的信号。多年来，许多丈量这些生物信号的有用装备如雨后春笋般涌现出来，好比用于运动场所的心率监测仪。然而，另有一些其他领域的生物信号数据还尚未完全开发，好比皮肤电导或排汗水平。要相识这类生物信号并非易事，人们对这类信息并不熟悉，也不清晰如何使用这些信息，或者与出现这些生物信号的装备举行交互。”

为了探寻藏在人体皮肤中的秘密，研究职员接纳飞利浦 DTI-2 腕式可穿着传感器装备作为人体生物信号终端收罗装备，该装备通过皮肤电导传感器丈量人体叫醒水平，通过三轴加速率计丈量运动信号，并通过蓝牙向手机传输实时的 GSR 和加速率计数据。

研究职员在智能手机上设计了一款移动应用，该应用提供了一个开放性的界面，以彩色螺旋图形的情势实时显示佩戴者叫醒水平的信息，并记载数据，来约请用户举行解读和回首，应用名为“Affective Health”。

Affective Health 手环及手机应用APP（赤色表示高叫醒度，蓝色表示低叫醒度，中心含叫醒度不等的配景致）该体系通过可视化界面， 以彩色、变化的螺旋形来描绘佩戴者皮肤电导率和运动信号的实时状态，可供用户实时观察，而且可放大时间尺度，回首汗青记载。 该体系还可以或许会告诉用户，自己的压力水平如何，帮助用户在运动中到达好的状态，并允许用户跟踪情绪变化。

开放式产物设计

研究职员接纳有目的性抽样和随机性抽样相联合的方式，招募了 23 名实验参与者（其中包括 13 名男性和 10 名女性），然后给他们佩戴了一个月的 Affective Health 原型机。

这些实验参与职员事先并不知道这些装备的用处，他们只被告知 Affective Health 可以网络与身体和情绪反应有关的信息、为何出汗增长会导致皮肤导电性的增长，以及如何用差别的颜色来表示皮肤导电性。这些参与者可以决定使用这项技能的最佳方式。

Affective Health 界面显示图 （上图从左到右依次表示：没有运动情况下的皮肤电导情况；运动情况下的皮肤电导情况；有无运动的比力视图；加标签的情况）

研究发明，这种开放式设计阶段的研究，没有提供预先指定的用途，以致一些参与者将该体系作为一种帮助他们管理压力水平的丈量工具；而包括精英运动员在内的其他一些人，则使用该装备获取训练和恢复计划的信息；另有人把Affective Health用于记载他们的生活信息，以及跟踪情绪。

但有趣的是，很少有人把这项技能仅用于一个目的。

每位实验参与者佩戴 Affective Health 的时间为 4 - 8 周，期间有一个顺应期，以包管参与者将这项装备融入到他们的一样平常生活中。研究职员每周还会对参与者举行一次 1 小时的半结构化采访，主要围绕用户对压力管理、运动体现、生活记载、个性体现、情感追踪几个方面的体验，睁开采访。

瑞典皇家理工学院的 Kristina Hööök 教授说：“令我们惊讶的是，佩戴者最初对该体系的熟悉竟对他们的使用方式产生了云云大的影响。如果佩戴者把它看成是一种运动工具，他们现实上都没有观察到关于压力或情绪反应的数据；但如果佩戴者把它看成是一个情绪丈量工具，也就不会注意到关于社交历程或因运动产生的数据。”

Hööök 教授发明有趣的是，有些人会制止打仗那些与他们的人格特性相悖的数据。当一小我私人认为自己是一个冷静的人，但在数据中却出现许多体现情绪颠簸的峰值时，他就无法将这些客观数据与自己的印象协同一致。

只管开放设计阶段帮助展现了 Affective Health 原型机可以用于几种差别的实践，但该装备缺乏一些特定脚色所需的功效来确保它成为一个好的工具，好比运动训练体系或作为压力管理工具所需的功效。

让用户参与设计的可穿着产物

在研究历程中，一位实验参与者 CL 甚至用 Affective Health 往返首她和一个正在约会的男人的约会。在第一次约会时，当皮肤电导率读数显示出高亢的亢奋感时，她把这看作是对她的浪漫情感简直认，她注意到， 体系不仅在他们晤面时显示赤色，而且在与他人评论到他时，也会显示赤色。

研究职员表示，要想设计出一个可行性比力高的产物，在设计历程中还需要第二步，即有针对性的设计，使装备具有特定的功效。选择一个或几个产物部门，然后重新设计体系和整个 "实践"历程联合起来，包括相同能力、理念和 “ 创造空间 ” 的方式，让人们将对体系和情况的观点化参与进来。

研究表明，围绕新产物举行全方位的实践设计，可能需要先在一个较小的用户群中举行一些边沿化的实践，在用户习惯并使用这个系同一段时间之后，然后再扩展用户群。

两步法在设计新兴智能可穿着装备时的价值，刻意开放的初始设计阶段，让用户可以或许对如何使用这类产物产生自己的想法，在第二步中，根据详细活动（如康健、康健或生产力）调解装备的功效。

Sas 教授表示，

这项研究展现了新兴可穿着技能的设计见解，尤其是基于生物数据的可穿着装备的设计，该设计对于帮助用户理解他们的身体反应至关紧张。

随着越来越多的数据麋集型和可穿着体系进入我们的一样平常生活，如何更好地基于可穿着传感器体系感知我们，有时候需要让用户参与到解释、决议中来，就变得至关紧张。但是，大概更紧张的是，

让用户相识、享受和照顾自己的身体。