SI23012A - Sistem in postopek za ocenjevanje psiholoških stanj na podlagi psihofizioloških odzivov in prenosteh stanj po različnih omrežjih - Google Patents

Abstract

Izum sodi v področje sistemov za računalniško ocenjevanje psihološkega stanja oseb na osnovi psihofizioloških odzivov ter prenos dobljene ocene po različnih omrežjih Sistem in postopek za ocenjevanje psiholoških stanj na podlagi psihofizioloških odzivov in prenos teh stanj po različnih omrežjih vsebuje merilni podsistem sestavljeniz prstanov s senzorji za fotopletizmogram prevodnost in temperaturo kože zapestnice povezav pasu s senzorjema za EKG in dihanje mikrofona kamere kodirnikov K K in brezžičnih oddajnikov O O Sistem vsebuje tudi brezžični sprejemnik povezan z računalniškim podsistemom Računalniški podsistem signale iz brezžičnega sprejemnika sproti shranjuje v pomnilnik oziroma trdi disk Signale v pomnilniku podsistem filtrira ter iz njih izračunaparametre potrebne za ocenjevanje psihološkega stanja Sistem omogoča izbiro med različnimi algoritmi za ocenjevanje psihološkega stanja Možnaje tudi modularna sestava zvključitvijo ali izključitvijo različnih senzorjev Sistem omogoča prenos ocene psihološkega stanja na drugo lokacijo preko različnih omrežij

Description

Sistem in postopek za ocenjevanje psiholoških stanj na podlagi psihofizioloških odzivov in prenos teh stanj po različnih omrežjih

Področje tehnike

Izum sodi v področje sistemov za računalniško ocenjevanje psihološkega stanja oseb na osnovi psihofizioloških odzivov ter prenos teh ocen po različnih omrežjih.

Tehnični problem

Tehnični problem, ki ga rešuje ta izum, je zasnova integriranega sistema za merjenje psihofizioloških odzivov, računalniško obdelavo izmerjenih odzivov, pretvorbo obdelanih podatkov v oceno psihološkega stanja in prenos te ocene na drugo lokacijo preko različnih omrežij. Merjenje mora zajeti več različnih psihofizioloških odzivov z zadovoljivo natančnostjo in ne sme ovirati uporabnika pri vsakodnevnih opravilih. Za ocenjevanje psihološkega stanja je smiselno uporabiti kompleksne nelinearne metode, saj so tudi povezave med psihofiziološkimi odzivi ter psihološkim stanjem v veliki meri nelinearne. Sistem mora omogočati izbiro med različnimi tipi ocen psihološkega stanja, prav tako pa naj neko oceno psihološkega stanja poda tudi, če na voljo ni vseh predvidenih psihofizioloških odzivov. Sistem naj omogoča modularno sestavo, da so lahko vanj vključeni ali izključeni različni senzorji.

Znano stanje tehnike

Načini merjenja psihofizioloških odzivov so opisani v različnih znanstvenih člankih in patentnih spisih. Prenos izmerjenih psihofizioloških odzivov po internetu je znan iz patentne prijave W00201478. Slabost uporabe psihofizioloških odzivov samih pa je težka interpretacija. Za množično uporabo takega sistema je te odzive nujno najprej prevesti v razumljivo oceno psihološkega stanja. Za oceno psihološkega stanja obstajata dva glavna modela, diskretni model ter dimenzionalni model. Diskretni model naj bi bil v praksi manj primeren. Tak model namreč upošteva le možnost, da oseba čuti eno specifično stanje (npr. jeza, žalost, veselje, zdolgočasenost, presenečenje) in ne dovoljuje nastopa več različnih stanj naenkrat. Oseba je lahko npr. presenečena in vesela, kar pa v diskretnem modelu ni možno. Diskretni model je opisan v članku An argument for basic emotions, Cognition and Emotion, 6(3/4), 169200, avtor Ekman, P. (1992). Dimenzionalni model pa je opisan v članku Russell, J.

A. (1980), A circumplex model of affect, Journal of Personality and Social Psychology, 39, 1161-1178.

Patent US6021346 obravnava ocenjevanje psihološkega stanja s pomočjo elektroencefalografije (EEG) ali funkcionalne magnetne resonance (fMRI). Ti dve metodi sta zelo nepraktični zaradi drage opreme in oviranja uporabnika pri vsakodnevnih opravilih. Obstaja tudi več patentov, na primer US6846106 in W02008099320, ki ocenjujejo psihološko stanje na podlagi enega samega psihofiziološkega odziva. S takim pristopom dobimo zelo omejeno oceno. Za dobro natančnost ocene je nujno potrebno meriti več različnih psihofizioloških odzivov.

V patentni prijavi VVO9733515 je opisano zajemanje in pretvorba psihofizioloških odzivov v psihološko stanje s pomočjo dimenzionalnega modela in statistične zvrednosti. Z-vrednost je definirana kot razlika vrednosti konkretne enote in aritmetične sredine populacije, deljena s standardnim odklonom populacije. Naprava, ki je opisana v tej patentni prijavi, meri EMG, srčni utrip ter prevodnost kože, jih pretvori v z-vrednosti in vsako od teh z-vrednosti uporabi za oceno ene psihološke dimenzije. Ta rešitev ne opisuje prenosa po omrežjih, poleg tega pa ima več slabosti. Merjenje EMG osebo moti, saj je za psihofiziološko analizo potrebno elektrode pritrditi na obraz. Tudi povezava med srčnim utripom in dimenzijo splošne duševne budnosti (“arousal”) je vprašljiva, saj večjemu številu študij ni uspelo ugotoviti povezave med srčnim utripom in to psihološko dimenzijo. Primer je na primer študija avtorjev Neumann, S. A. & VValdstein, S. R. (2001) v reviji Journal of Psychosomatic Research, 50, 245-253 pod naslovom »Similar patterns of cardiovascular response during emotional activation as a function of affective valence and arousal and gender«. Poleg tega pa je statistična z-vrednost relativno nenatančna metoda, ki ne upošteva nelinearnosti povezav med psihofiziološkimi odzivi in psihološkim stanjem.

V patentni prijavi US2003139654 je opisano zajemanje in pretvorba psihofizioloških odzivov v psihološko stanje s pomočjo diskretnega modela in algoritmov SVM (support vector machines). Opis algoritma SVM je podal Vapnik, V. N. (1999) v članku An overvievv of statistical learning theory v reviji IEEE Transactions on Neural Networks, 10, 988-999. Naprava za psihofiziološko merjenje je vgrajena v uro ter lahko zajema elektrokardiogram (EKG), fotopletizmogram (PPG), prevodnost kože in temperature kože. Naprava pretvori EKG in PPG v srčni utrip, iz katerega izračuna srčno variabilnost (heart rate variability - HRV). Algoritmi SVM so bistveno primernejši za pretvorbo psihofizioloških odzivov v psihološka stanja od z-vrednosti. Vendar pa ta izum ne razkriva prenosa po omrežjih in ne podpira dimenzionalnega modela psihološkega stanja, pomembna slabost pa je tudi sama konstrukcija naprave za zajemanje psihofizioloških odzivov. Ta je zgrajena v obliki zapestne ure. Z zapestno uro EKG sploh ni možno meriti, saj je za to potrebno namestiti več elektrod na različnih delih telesa. PPG se lahko meri, vendar pa le-ta da manj natančno oceno srčnega utripa kot EKG, saj so vrhovi v signalu PPG širši kot v signalu EKG. Z manj natančno oceno srčnega utripa je posledično ocena HRV manj natančna. Tudi merjenje temperature in prevodnosti kože na zapestju ni primerno, saj sta v praktično vseh znanstvenih študijah na področju psihofiziologije ta odziva merjena na prstih.

Z rešitvijo v patentni prijavi US2008221401 je rešen problem zajemanja EKG signala tako, da so senzorji za srčni utrip nameščeni na telovnik. S to metodo je lahko uspešno zajet tako EKG kot dihanje osebe. Vsi drugi psihofiziološki odzivi, omenjeni v tej prijavi kot so EEG, elektrookulogram (EOG), EMG, pa so neprimerni za vsakdanjo rabo, saj merjenje teh odzivov moti uporabnika. Za natančno ocenjevanje psihološkega stanja bi bilo nujno potrebno merjenje drugih psihofizioloških signalov poleg EKG in dihanja. Tudi ta izum uporablja le diskretni model psihološkega stanja in ne opisuje prenosa psiholoških stanj preko različnih omrežij.

Nevronske mreže so opisane v npr. v B. J. A. Ruse & P. P. Van der Smagt (1995), An

Introduction to Neural Networks, Seventh edition, The University of Amsterdam,

Nizozemska. Genetski algoritmi so opisani v npr. D. E. Goldberg (1989). Genetic algorithms in search, optimization and machine learning. Addison-Wesley Publishing

Inc., Reading, Massachusetts, ZDA.

Opis rešitve tehničnega problema

Sistem in postopek za ocenjevanje psiholoških stanj na podlagi psihofizioloških odzivov in prenos teh stanj po različnih omrežjih po izumu je značilen po tem, da so senzorji za merjenje psihofizioloških odzivov nameščeni v prstane, zapestnico, pas in kamero za spremljanje oči osebe, pri čemer se izmerjeni odzivi z uporabo diskretnega oziroma dimenzionalnega modela psihološkega stanja ter uporabo nelinearnih metod klasifikacije in odločanja pretvorijo v oceno psihološkega stanja. Ta ocena se preko poljubnega omrežja, vodila ali protokola prenese na drug dislociran računalnik.

Sistem in postopek za ocenjevanje psiholoških stanj na podlagi psihofizioloških odzivov in prenos teh stanj po različnih omrežjih po izumu bosta v nadaljevanju podrobneje opisana s pomočjo slik, ki kažejo:

Slika 1 - skico sistema po izumu

Slika 2 - primer postavitve senzorjev na roko in trup

Slika 3 - blok shema sistema po izumu

Slika 4 - blok shema računanja ocene psihološkega stanja

Sistem za ocenjevanje psiholoških stanj na podlagi psihofizioloških odzivov in prenos teh stanj po različnih omrežjih po izumu vsebuje merilni podsistem 1, ki je sestavljen iz prstanov 21, 22, 23, 24, zapestnice 3 in povezav 41,42, 43, 44. V prstana 21 in 22 sta vgrajeni dve elektrodi, ki sta del senzorja za prevodnost kože. V prstan 23 je vgrajen senzor za merjenje temperature kože, ki je termistor ali pa katerikoli drug dovolj hiter merilnik temperature. V prstan 24 je vgrajen senzor za fotopletizmogram (PPG), ki je pulzni oksimeter. Za merjenje prevodnosti kože sta potrebna prstana 21 in 22. V vsakega je vgrajena ena elektroda, stabilen vir napetosti pa poganja tok preko elektrod in roke. Prevodnost kože je izračunana kot kvocient izmerjenega toka in napetosti na viru. Vir napetosti je vgrajen in/ali pritrjen na zapestnico 3, ki je preko žičnih povezav 41,42, 43 in 44 vezana na prstane 21,22, 23 in 24. Povezave 41,42, 43 in 44 so lahko tudi brezžične. Vir napetosti je lahko vgrajen tudi v posamezne prstane. Število prstanov je odvisno od aplikacije. Minimalno število je dva prstana, vendar se s tem poveča velikost posameznega prstana. Če uporabimo štiri prstane, so ti relativno majhni, vendar pa je lahko večje število prstanov moteče za nekatere uporabnike.

Merilni podsistem 1 vsebuje tudi pas 5 na trupu uporabnika, ki vsebuje senzor za EKG. Senzor za EKG je sestavljen iz treh ali štirih elektrod, vgrajenih na različna mesta v pasu 5. EKG je izmerjen z merjenjem napetosti med temi elektrodami. Informacije o dihanju se zbirajo z merjenjem obsega trupa s pomočjo uporovnih lističev, vgrajenih v pas 5. Namesto pasu 5 je lahko uporabljen telovnik. Obe izvedbi sta si enakovredni in vsebujeta senzorja za EKG ter senzor za dihanje.

Merilni podsistem 1 obsega tudi mikrofon za snemanje uporabnikovega glasu.

Poleg prej naštetih komponent merilni podsistem 1 vsebuje kamero za zajemanje krčenja zenice in gibanja oči. Kamera je lahko izdelek kateregakoli proizvajalca z zadovoljivo natančnostjo. Lahko je tudi priključena neposredno na računalniški podsistem 7.

Signali iz senzorjev, ki jih oddajajo prstani 21, 22, 23, 24, zapestnica 3 in pas 5 na trupu, se v kodirnikih K1, K2, K3, K4, K5 in K6 pretvorijo v digitalen signal, ki je primeren za brezžični prenos. Najpreprostejša oblika takih kodirnikov so analognodigitalni pretvorniki, možni pa so tudi kodirniki, zasnovani na frekvenčni modulaciji.

Kodirani signali iz kodirnikov K1, K2, K3, K4, K5 in K6 se preko brezžičnih oddajnikov 01, 02, 03, 04, 05 in 06 pošljejo na brezžični sprejemnik 6, ki je povezan z računalniškim podsistemom 7. Povezava sprejemnika 6 in računalniškega podsistema 7 je lahko izvedena s pomočjo USB, BlueTooth, VViFi ali drugega priključka. Tako kodirniki K1, K2, K3, K4, K5 in K6 kot brezžični oddajniki 01, 02, 03, 04, 05 in 06 so vgrajeni v pas 5, telovnik, prstane 21, 22, 23, 24 in/ali zapestnico 3.

Računalniški podsistem 7 sprejete signale iz brezžičnega sprejemnika 6 sproti shranjuje v pomnilniku oziroma na trdem disku. V pomnilniku ostanejo le signali, potrebni za izračunavanje trenutnega psihološkega stanja. Starejši signali so shranjeni samo na disku ali pa se sproti brišejo. Dolžina signalov, ki so za potrebe izračunavanja psihološkega stanja shranjeni v pomnilniku, je lahko od nič do trideset minut, odvisno od nastavitve pri sami aplikaciji naprave. Signale v pomnilniku računalniški podsistem filtrira z digitalnimi pasovnoprepustnimi filtri. Za vsak signal je uporabljen različen filter. Iz filtriranih signalov računalniški podsistem izračuna psihofiziološke parametre, potrebne za ocenjevanje psihološkega stanja. Namesto računalniškega podsistema je lahko uporabljena tudi druga elektronska naprava, ki omogoča zahtevane računske operacije, sprejemanje brezžičnih signalov in pošiljanje podatkov po nekem omrežju. To je lahko na primer prenosni telefon, prenosni predvajalnik glasbe ali pa posebej za to narejena elektronska naprava.

Psihofiziološki parametri se razlikujejo od psihofizioloških odzivov na sledeč način: psihofiziološki odziv je surov signal zajet s senzorja (npr. surov EKG signal), psihofiziološki parameter pa je kvantitativno ovrednotena lastnost psihofiziološkega odziva (npr. frekvenca bitja srca je psihofiziološki parameter, ki izhaja iz surovega EKG signala). Psihofiziološki parametri so opisani v naslednjem odstavku.

Iz pridobljenih EKG in PPG signalov računalniški podsistem izračuna frekvenco srčnega utripa ter različne ocene srčne variabilnosti po metodah, opisanih v članku skupine »Task Force of the European Society of Cardiology, The North American

Society of Pacing and Electrophysiology” iz leta 1996 z naslovom “Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use”, objavljenem v reviji European Heart Journal številka 17, na straneh od 354-381. Filtriran signal prevodnosti kože je že uporaben psihofiziološki parameter za ocenjevanje psihološkega stanja. Računalniški sistem pa poleg tega izračuna še frekvenco in amplitudo t.i. SCR (skin conductance responses), kratkotrajnih povečanj prevodnosti kože, ki so dobro opisana v znanstvenih člankih. Izračuna tudi različne ocene spreminjanja prevodnosti kot so npr. povprečni odvod, varianca, tretji in četrti centralni moment. Iz signala, pridobljenega iz uporovnih lističev senzorjev v pasu oziroma telovniku 3 na trupu, računalniški podsistem izračuna različne dihalne parametre kot so frekvenca dihanja, sprememba volumna pljuč, čas vdiha, čas izdiha in podobno. Izmerjena temperatura kože je že sama po sebi primeren parameter za ocenjevanje psihološkega stanja.

Računalniški podsistem uporablja enega od več možnih algoritmov za določanje psiholoških stanj. Povezave med psihofiziološkimi parametri in psihološkimi stanji lahko uporabnik definira ročno, tako da v računalniški podsistem vnese matematične oziroma statistične enačbe ali pravila, ki opisujejo te povezave. En možen primer ročnega določanja povezav je preko statističnih z-vrednosti. Uporabnik za vsako psihološko stanje, oziroma pri dimenzionalnem modelu za vsako dimenzijo psihološkega stanja, definira razpon, znotraj katerega se morajo nahajati z-vrednosti psihofizioloških parametrov. Računalniški podsistem izračuna vse psihofiziološke parametre in njihove z-vrednosti, nato pa ugotovi, znotraj katerega razpona (tj. katerega psihološkega stanja oziroma dimenzije psihološkega stanja) z-vrednosti ležijo. Drug primer ročnega določanja povezav je preko mehke logike. Uporabnik definira razpone psihofizioloških parametrov (npr. za srčni utrip je lahko razpon »nizek« definiran kot »50-60 udarcev na minuto«), nato pa definira še preprosta pravila oblike »če x, potem y«, ki povezujejo razpone psihofizioloških parametrov in psihološka stanja. Na primer, če je srčni utrip nizek in je frekvenca dihanja nizka, je duševna budnost »nizka«. Računalniški podsistem izračuna vse psihofiziološke parametre, ugotovi, znotraj katerega razpona, npr. »nizek«, »visok«, ležijo, in s pomočjo pravil določi psihološko stanje.

Računalniškemu podsistemu pa lahko le podamo bazo podatkov, na podlagi katere se sam nauči razpoznavati psihološka stanja. Za tako učenje obstaja več že znanih pristopov, na primer nevronske mreže, genetski algoritmi, t.i. support vector machines (SVM) itd. Baza podatkov vsebuje tipične vrednosti psihofizioloških odzivov za različna stanja. V bazi podatkov za diskretni model so na primer tipične vrednosti odzivov za jezo, strah, zadovoljstvo, dolgčas itd. V bazi podatkov za dimenzionalni model so tipične vrednosti odzivov za npr. nizko vrednost posamezne dimenzije in visoko vrednost posamezne dimenzije (nizka/visoka duševna budnost, nizka/visoka čustvena valenca itd.). Te tipične vrednosti so vnaprej izmerjene na več različnih ljudeh. Računalniški podsistem na podlagi teh vrednosti razvije algoritem za določanje psihološkega stanja. Pri najbolj osnovni izvedbi nevronske mreže na primer algoritem uporablja le tri operacije: seštevanje, množenje s konstanto in pa pragovno funkcijo. Na začetku vrednosti konstant v algoritmu niso določene. Uporabnik poda vhodne podatke v obliki psihofizioloških odzivov in izhodne podatke v obliki številčnih vrednosti, ki predstavljajo psihološko stanje. Računalniški podsistem pa nato sam določi konstante v algoritmu tako, da iz vhodnih podatkov sledijo izhodni podatki.

Naprednejše nevronske mreže lahko uporabljajo tudi druge računske operacije. Genetski algoritmi delujejo na podobnem principu kot nevronske mreže. Računalniški podsistem naključno generira na tisoče možnih algoritmov za določanje psihološkega stanja, nato pa preveri, kakšne izhodne podatke algoritmi dobijo iz vhodnih podatkov. Algoritme, katerih izhodni podatki so najbolj podobni želenim izhodnim podatkom iz baze, računalniški podsistem nato kombinira med seboj. Tako dobi nove algoritme, katerih izhodne podatke znova primerja z želenimi izhodnimi podatki iz baze. Po velikem številu iteracij (lahko tudi več tisoč) računalniški podsistem dobi algoritme, ki zelo dobro delujejo za podatke iz baze.

Sistem za ocenjevanje psiholoških stanj po izumu, ki jo dobi uporabnik, znotraj računalniškega podsistema lahko vsebuje enega ali več zgoraj naštetih algoritmov za pretvorbo psihofizioloških odzivov v psihološka stanja. Če je algoritmov več, lahko uporabnik prosto izbira med njimi, na primer z gumbi, meniji v računalniškem programu. Druga možna izvedba naprave poleg že izdelanih algoritmov vsebuje tudi bazo podatkov. Uporabnik lahko tako sam izbere, katere od vnosov v bazo naj računalniški podsistem uporabi za učenje razpoznavanja psiholoških stanj. Iz baze lahko vnose briše, lahko pa jih tudi dodaja tako, da v določenem trenutku sistemu pove, kako se počuti, sistem pa nato trenutno vrednost psihofizioloških odzivov ustrezno označi in shrani v bazo. S tem se sistem vedno bolj prilagaja nekemu konkretnemu uporabniku, vendar za ceno slabšega delovanja na drugih osebah.

Pomembna lastnost naprave je, da je sposobna delnega razpoznavanja psiholoških stanj, tudi če nima dostopa do vseh senzorjev. V tem primeru je delovanje okrnjeno, saj sistem vrne slabšo oceno celotnega stanja, več možnih diskretnih stanj ali pa le nekatere od psiholoških dimenzij.

Po pretvorbi psihofizioloških parametrov v psihološka stanja lahko oceno psihološkega stanja uporabi neka druga aplikacija znotraj istega računalnika. Glavni namen naprave pa je prenos ocene psihološkega stanja na nek drug računalnik ali napravo 8 preko različnih omrežij 9 oziroma vodil ali protokolov. Za prenos znotraj iste stavbe je lahko uporabljen na primer LAN ali WiFi, za prenos na večje razdalje pa na primer Internet ali omrežje mobilne telefonije. Ti prenosi lahko potekajo v realnem času, lahko pa se informacije prenašajo v rednih intervalih oziroma ko pride do sprememb v psihološkem stanju. Algoritem za prenos ocene psihološkega stanja je lahko samostojen, lahko pa je vgrajen v druge aplikacije, kot so npr. MSN Messenger, Facebook, Second Life, World of VVarcraft itd. Sledijo tri možne aplikacije naprave. Vsaka od njih lahko uporablja kateregakoli od že naštetih načinov določanja psihološkega stanja ali pa kateregakoli drugega.

Sistem po varianti I je namenjen psihoterapiji s pomočjo navidezne resničnosti. Pacient je postavljen v neko navidezno okolje, ki lahko stimulira enega ali več čutov. V najpreprostejših okoljih je stimuliran le vid, v naprednejših tudi sluh ali dotik. V tem navideznem okolju se pacient sreča z neko situacijo, ki je zanj stresna. Najpogosteje je to nekaj, s čemer se pacient v življenju redno srečuje, stres pa mu onemogoča normalno delovanje. Primera takih situacij sta na primer letenje in javno nastopanje. Lahko pa se je neka ekstremno stresna situacija pacientu zgodila le enkrat v življenju, a zaradi nje še vedno čuti psihološke posledice. Primeri takih situacij so vojna, prometna ali družinska nesreča. Navidezne situacije za pacienta niso nevarne, a vseeno vzbudijo slabo počutje. Tako ga ni potrebno postavljati v okolje, ki bi bilo v resničnem svetu težko dostopno ali celo nevarno. Po večkratni uporabi navideznega okolja se pacient nanj navadi, nivo stresa pa se zniža. Po koncu terapije se pacient s to stresno situacijo lahko uspešno srečuje tudi v resničnem svetu. Tak način psihoterapije je bil uspešno uporabljen za zdravljenje najrazličnejših motenj. Glavna slabost pa je nujna prisotnost psihoterapevta, ki mora nadzorovati situacijo in prekiniti terapijo, če ta postane preveč stresna za pacienta. Z uporabo naprave za razpoznavanje in prenos psihološkega stanja bi pacient lahko navidezno situacijo izkusil na primer na domačem računalniku, terapevt pa bi ga nadzoroval na daljavo. Za to pa je potrebna celostna slika stanja pacienta, saj le natančne informacije lahko nadomestijo fizično prisotnost terapevta. Napačna informacija o psihološkem stanju bi lahko za posledico imela neučinkovito ali celo škodljivo terapijo. Pri tej aplikaciji so v napravo vključene vse do zdaj opisane komponente. Izbira algoritma za pretvorbo psihofizioloških odzivov v psihološka stanja tudi ni prepuščena pacientu, marveč je lahko ali določena vnaprej ali pa jo lahko izbira terapevt med terapijo samo.

Sistem po varianti II je namenjen razvedrilu in druženju. Tu sta dva glavna primera uporabe t.i. MMO (massively multiplayer Online) navidezni svetovi in pa t.i. »social networking« strani. V MMO navideznih svetovih vsak uporabnik prevzame vlogo nekega lika, ki ga lahko največkrat poljubno oblikuje. Ti liki lahko raziskujejo svet, se pogovarjajo z drugimi liki, se učijo itd. Ko se dva lika srečata, lahko uporabnik takoj pridobi določene informacije o drugem liku oz. uporabniku. Če je vsak uporabnik opremljen z napravo za prepoznavanje psihološkega stanja, lahko v sklopu navideznega sveta pridobi tudi informacije o psihološkem stanju drugih uporabnikov, katerih like srečuje. Te informacije so lahko podane v pisni obliki, lahko pa se lik, ki predstavlja uporabnika, spremeni. Kot primer lahko obrazna mimika vsakega lika v navideznem svetu odraža dejansko stanje uporabnika, ki ta lik nadzoruje.

Na »social netvvorking« spletnih straneh ima vsak uporabnik svoj profil z različnimi informacijami. Osnovne strani vključujejo le kratko besedilo in fotografijo, naprednejše pa omogočajo dodajanje različnih aplikacij kot so npr. kvizi, predvajalniki glasbe, interaktivni zemljevidi, navidezni domači ljubljenčki itd. Uporabnik, povezan z napravo za prepoznavanje psihološkega stanja, bi lahko vsakemu obiskovalcu profila poleg ostalih podatkov ponudil tudi informacijo o svojem trenutnem psihološkem stanju, ki bi se redno posodabljala. To bi bilo lahko prikazano z besedami, lahko pa tudi grafično, na primer preprosto narisan obraz, ki se smeji, joče, jezi in podobno.

Pri uporabi naprave po varianti II za razvedrilo in druženje je zahtevana manjša natančnost kot pri terapiji, saj napačna ocena psihološkega stanja ne more imeti hujših posledic. Sistem pa mora čim manj ovirati uporabnika pri vsakdanjih opravilih. Pri sistemu po varianti II so uporabljeni le senzorji na roki, mikrofon in kamera, saj je le-te možno namestiti in odstraniti zelo hitro, poleg tega pa niso moteči. Algoritem za pretvorbo psihofizioloških odzivov v psihološko stanje je lahko določen vnaprej, lahko pa je izbira prepuščena uporabniku.

Sistem po varianti III se uporabi kot osebni sistem za spremljanje lastnega psihološkega stanja. Namen te aplikacije ni prenos informacij o psihološkem stanju na drugo lokacijo. Informacije so namenjene predvsem osebi, na katero so senzorji nameščeni. Ocena psihološkega stanja tako ostaja na računalniku, kjer je bila izračunana. Izbira algoritma za pretvorbo psihofizioloških odzivov v psihološko stanje je prepuščena uporabniku. Uporabljeni so lahko katerikoli od že naštetih senzorjev.

Uporabnik s to napravo lahko spremlja lastno raven stresa. S tem se lahko uspešneje izogne različnim stresnim situacijam ali pa se lažje spoprime s fobijami.

Claims (12)

1. Sistem za ocenjevanje psiholoških stanj na podlagi psihofizioloških odzivov in prenos teh stanj po različnih omrežjih, ki je značilna po tem, da vsebuje merilni podsistem (1), ki je sestavljen iz prstanov (21, 22, 23, 24), zapestnice (3) in povezav (41, 42, 43, 44), da sta v prstana (21 in 22) vgrajeni dve elektrodi, ki sta del senzorja za prevodnost kože, da je v prstan (23) vgrajen senzor za merjenje temperature kože, ki je termistor ali pa katerikoli drug merilnik temperature, da je v prstan (24) vgrajen senzor za fotopletizmogram (PPG), ki je pulzni oksimeter, da sta za merjenje prevodnosti kože potrebna prstana (21 in 22), da je v vsakega vgrajena ena elektroda, stabilen vir napetosti pa poganja tok preko elektrod in roke, da je prevodnost kože izračunana kot kvocient izmerjenega toka in napetosti na viru, da je vir napetosti vgrajen in/ali pritrjen na zapestnico (3), ki je preko žičnih povezav (41, 42, 43 in 44) vezana na prstane (21, 22, 23 in 24); da so povezave (41, 42, 43 in 44) lahko tudi brezžične, da je vir napetosti lahko vgrajen tudi v posamezne prstane; da merilni podsistem (1) vsebuje pas (5) na trupu uporabnika, ki vsebuje senzor za elektrokardiogram (EKG), da je senzor za EKG sestavljen iz treh ali štirih elektrod, vgrajenih na različna mesta v pasu (5), da se informacije o dihanju zbirajo z merjenjem obsega trupa s pomočjo uporovnih lističev, vgrajenih v pas (5), da merilni podsistem (1) obsega tudi mikrofon za snemanje uporabnikovega glasu, da merilni podsistem (1) vsebuje kamero za zajemanje krčenja zenice in gibanja oči, da je kamera lahko tudi priključena neposredno na računalnik, da se signali iz senzorjev, ki jih oddajajo prstani (21,22, 23, 24), zapestnica (3) in pas (5) na trupu v kodirnikih (K1, K2, K3, K4, K5 in K6) pretvorijo v digitalen signal, ki je primeren za brezžični prenos, da se kodirani signali iz kodirnikov (K1, K2, K3, K4, K5 in K6) preko brezžičnih oddajnikov (01, 02, 03, 04, 05 in 06) pošljejo na brezžični sprejemnik (6), ki je povezan z računalniškim podsistemom (7), da je povezava sprejemnika (6) in računalniškega podsistema (7) lahko izvedena s pomočjo USB, BlueTooth,

WiFi ali drugega priključka, da so kodirniki (K1, K2, K3, K4, K5 in K6) in brezžični oddajniki (01, 02, 03, 04, 05 in 06) vgrajeni v pas (5), prstane (21, 22, 23, 24) in/ali zapestnico (3), da računalniški podsistem (7) sprejete signale z brezžičnega sprejemnika (6) sproti shranjuje v pomnilniku oziroma na trdem disku, da v pomnilniku ostanejo le signali zadnjih nič do trideset minut, ki so potrebni za izračunavanje trenutnega psihološkega stanja, da so starejši signali shranjeni samo na disku ali pa se sproti brišejo, da zajete signale v pomnilniku računalniški podsistem filtrira z digitalnimi pasovnoprepustnimi filtri, pri čemer za vsak signal uporabi različen filter, ter da računalniški podsistem iz filtriranih signalov izračuna psihofiziološke parametre, potrebne za ocenjevanje psihološkega stanja.

2. Sistem po zahtevku 1, ki je značilen po tem, da je namesto pasu (5) uporabljen telovnik.

3. Sistem po zahtevku 1 in 2, ki je značilen po tem, da je namesto računalniškega podsistema uporabljena neka druga elektronska naprava, ki omogoča zahtevane računske operacije, sprejemanje brezžičnih signalov in pošiljanje podatkov po nekem omrežju; da je to lahko na primer prenosni telefon, prenosni predvajalnik glasbe ali pa posebej za to narejena elektronska naprava.

4. Sistem po zahtevkih od 1 do 3, ki je značilen po tem, da povezave med psihofiziološkimi parametri in psihološkimi stanji lahko uporabnik definira ročno, tako da v sistem vnese matematične oziroma statistične enačbe ali pravila, ki opisujejo te povezave; da uporabnik ročno določi povezavo statističnih z-vrednosti; da uporabnik za vsako psihološko stanje, oziroma pri dimenzionalnem modelu za vsako dimenzijo psihološkega stanja, definira razpon, znotraj katerega se morajo nahajati z-vrednosti psihofizioloških parametrov; da računalniški podsistem izračuna vse psihofiziološke parametre in njihove z-vrednosti, nato pa ugotovi, znotraj katerega razpona tj. katerega psihološkega stanja oziroma dimenzije psihološkega stanja z-vrednosti ležijo.

5. Sistem po zahtevkih od 1 do 3, ki je značilen po tem, da je ročno določanje povezav izvedeno preko mehke logike; da uporabnik definira razpone psihofizioloških parametrov, nato pa definira še preprosta pravila oblike »če x, potem y«, ki povezujejo razpone psihofizioloških parametrov in psihološka stanja; da računalniški podsistem izračuna vse psihofiziološke parametre, ugotovi, znotraj katerega razpona, ležijo, in s pomočjo pravil določi psihološko stanje.

6. Sistem po zahtevkih od 1 do 3, ki je značilen po tem, da sistemu podamo bazo podatkov, na podlagi katere se računalniški podsistem sam nauči razpoznavati psihološka stanja; da za tako učenje uporabi nevronske mreže; da baza podatkov vsebuje tipične vrednosti psihofizioloških parametrov za različna stanja; da so v bazi podatkov za diskretni model na primer tipične vrednosti parametrov za jezo, strah, zadovoljstvo, dolgčas itd; da so v bazi podatkov za dimenzionalni model tipične vrednosti parametrov za na primer nizko vrednost posamezne dimenzije in visoko vrednost posamezne dimenzije; da so to nizka/visoka duševna budnost in/ali nizka/visoka čustvena valenca; da so te tipične vrednosti vnaprej izmerjene na več različnih ljudeh; da računalniški podsistem na podlagi teh vrednosti razvije algoritem za določanje čustev; da po večjem številu iteracij, katerih je lahko več tisoč, računalniški podsistem dobi algoritme, ki zelo dobro delujejo za podatke iz baze.

7. Sistem po zahtevkih od 1, 2, 3 in 6, ki je značilen po tem, da za učenje uporabi genetski algoritem.

8. Sistem po zahtevkih od 1, 2, 3 in 6, ki je značilen po tem, da za učenje uporabi t. i. support vector machines (SVM).

9. Sistem po zahtevkih od 1 do 8, ki je značilen po tem, da se ocena psihološkega stanja prenese na neko drugo napravo oziroma lokacijo preko različnih omrežij, vodil ali protokolov; da prenos ocene lahko poteka v realnem času, v rednih intervalih ali pa ko pride do sprememb v psihološkem stanju; da je algoritem za prenos ocene psihološkega stanja lahko samostojen ali vgrajen v druge aplikacije.

10. Sistem po zahtevkih od 1 do 9, ki je značilen po tem, da je sistem namenjen psihoterapiji s pomočjo navidezne resničnosti; da je pacient postavljen v neko navidezno okolje, ki lahko stimulira enega ali več čutov, da izbira algoritma za pretvorbo psihofizioloških odzivov v psihološka stanja ni prepuščena pacientu, marveč je lahko ali določena vnaprej ali pa jo lahko izbira terapevt med terapijo sam.

11. Sistem po zahtevkih od 1 do 9, ki je značilen po tem, da je namenjen razvedrilu in druženju, da sta dva glavna primera uporabe t.i. MMO (massively multiplayer online) navidezni svetovi in pa t.i. »social netvvorking« strani.

12. Sistem po zahtevkih od 1 do 8, ki je značilen po tem, da je uporabljen kot osebni sistem za spremljanje lastnega psihološkega stanja, da namen te aplikacije ni prenos informacij o psihološkem stanju na drugo lokacijo, da so informacije namenjene predvsem osebi, na katero so senzorji nameščeni.