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杜克大学新闻

创造理解人类情感的技术

“如果你是一个人,想知道别人的感受,你会怎么想?”Shaundra Daily教授在上周的欧洲经委会研讨会上问听众。

“面部表情。”
“肢体语言。“
”的语气。“他们会告诉你的!”

超过50名学生和教师聚集在一起吃饼干和水果,参加Dr. Daily关于设计应用程序来支持个人成长的演讲。戴博士是佛罗里达大学计算机与信息科学与工程学院的副教授,对情感计算和STEM教育感兴趣。

戴博士解释了各种用来分析人们情感的仪器。例如,当参与者在线填写表格时,鼠标上的压力传感器可以帮助测量他们的沮丧程度。

情感计算

上面提出的视觉和听觉线索提供了关于另一个人情绪的线索。我们能用科技更好地了解我们的精神状态吗?有没有可能开发软件应用程序来支持情感自我意识和同理心的发展?

直到最近,技术人员在理解人类学习和交流过程时,很大程度上忽略了情感,部分原因是情感被误解了,难以衡量。在提出上述问题时,情感计算研究人员使用模式分析、信号处理和机器学习从人类表达的信号中提取情感信息。在设计满足人类需求的技术时,这对于在情感和认知之间恢复适当的平衡是不可或缺的。

戴博士和她的研究小组使用皮肤电导率作为参与和记忆刺激的衡量标准。皮肤电导率的变化,或汗腺汗液分泌的测量,是由觉醒引起的。例如,一个紧张的人比一个熟睡或平静的人出更多的汗,导致皮肤电导增加。

galvactivator是一种感知和传达皮肤电导率的设备,通常被放置在手掌上,手掌上有高密度的汗腺。

把这些知识应用到教育领域,我们能在课堂上给老师提供基于学生参与的生理信息吗?Daily博士通过将galvactivator(如上图所示)放在大学教室里学生的手掌上,启动了项目engage。教授们可以根据全班同学的反应,用成绩表来反映不同的部分和类型的讲座,并分析特定的学生,以更好地理解他们的教学方法的效果。

项目涉及:屏幕截图的数字原型阅读从galvactivator的个别学生。

然而,由于隐私问题以及我们对皮肤电导的理解,这个项目最终引起了相当多的争议。一个学生在Facebook上观看一个有趣的视频时,其电导水平可能与一个专心听讲的学生相近。因此,图表上的结果不一定与课堂上的事件相关。

教育研究

Daily’s的研究将计算学习与社会和情感学习结合起来。她的项目鼓励学生通过反思麻省理工学院Scratch的数字故事来发展计算思维,学习使用3D打印机和激光切割机,并使用机器人和附着在他们身上的传感器来表达想法。

Daily博士的最新研究成果VENVI使用舞蹈来教授基本的计算概念。通过允许用户编写一个跟随舞蹈动作的3D虚拟角色程序,VENVI加强了重要的编程概念,如步长序列、‘for’和‘,而’则是重复动作的循环,以及带有角色可以执行创建的步骤的条件的函数!

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戴博士和她的研究小组发现,学生对STEM领域的兴趣增加了,他们对计算机科学的看法也发生了转变。《每日博士在STEM训练营的女性》(Dr. Daily ‘s Women in STEM camp)在第一天完成的画作中,计算机科学家们主要以疲惫不堪的男性形象出现在一间小办公室里编码,而那些在与VENVI学习后绘制的画作中,女性比例更高,参与的合作活动也更多。

VENVI是一个编程软件,它允许用户编程一个虚拟角色,在三维虚拟环境中执行一系列步骤!

在人与人之间的互动中,我们能够利用我们的经验来连接和同情彼此。随着机器人和虚拟机在我们的日常生活中扮演越来越重要的角色,是时候开始设计能够学会同情我们的高情商设备了。

文章作者:Anika Radiya-Dixit

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2017/01/30/creating-technology-that-understands-human-emotions/