吳獎人物丨讓Warm Hug擁抱抑鬱症患者——訪清華大學電子工程系副教授、博士生導師馬惠敏

編者按：

《人工智慧人物》是吳文俊人工智慧科學技術獎原創科技自媒體公眾號。旨在交流人工智慧科技前沿趨勢，對話人工智慧領軍人物思想，解讀中國智能科學技術最高獎成長基因，搭建有態度的人工智慧產業生態聚合平台。

《人工智慧人物》首次推出訪談欄目，我們採訪了第六屆吳文俊人工智慧科學技術獎創新獎一等獎獲得者——清華大學電子工程系副教授、博士生導師馬惠敏，以下為馬惠敏副教授的獨家報導。

獲獎人物介紹

馬惠敏，女，清華大學電子工程系副教授，博士生導師，三維影像認知與模擬研究室負責人，中國圖象圖形學學會副理事長兼秘書長，北京市「三八紅旗獎章」獲得者。主要研究方向為三維影像認知，將認知心理學穩定的高層語義先驗引入機器學習，研究複雜環境中的目標影像檢測、認知、導航等科學問題。發表論文70餘篇，其中包括著名國際期刊Pattern Recognition等和頂級國際會議NIPS、CVPR等文章多篇。首次在國際上提出了基於影像認知的心理特徵量化提取方法，建立了影像認知心理測評系統，達到國際領先水準，實現了從基礎理論、核心技術到產業的全鏈條的突破性進展。2015年，在國際電腦視覺演算法評測數據集（KITTI）目標檢測國際評測中全部評測六項指標中，四項獲得第一，兩項獲得第三；2016年，「基於影像認知的心理測評方法及系統」成果獲得吳文俊人工智慧科學技術創新獎一等獎；2017年影像認知心理系統獲日內瓦國際發明展銀獎。建立的高動態複雜干擾環境模擬系統，2017年獲得教育部技術發明獎二等獎，在航空、航天、船舶、交通領域發揮了重要的作用。

很多人都覺得抑鬱症離我們很遠，但其實抑鬱症就在我們身邊。「我努力過，但終究一切徒勞」，這是林肯公園主唱查斯特·貝南頓唱過的歌詞，或許也是他結束生命前的無聲吶喊。2017年，年僅41歲的貝南頓因抑鬱症在家中上吊自殺，最終他還是沒有戰勝伴隨他多年的抑鬱症。

馬惠敏表示，隨著社會壓力的增大，越來越多的人開始或多或少的受到心理問題的困擾。心理障礙直接影響了人們的生活，甚至可以導致犯罪、自殺以及一些其他危害社會治安的行為。她認為，掌握人群的心理特徵，準確判斷心理障礙，不僅能夠幫助受到心理障礙困擾的人群，同時也可以幫助預警危險人群的非理性活動，對於醫學以及社會公共安全都有非常重要的意義。

傳統診斷方法存在缺陷

世界衛生組織統計結果顯示，全球有3.5億人正在遭受著「抑鬱症」的折磨。每秒有一個人在自殺，而其中有將近一半的人，都患有「抑鬱症」。在我們的學習、工作、生活中，難免會存在一些難以處理的壓力，積鬱成疾後果會非常得嚴重。在中國，只有10%的「抑鬱症」患者得到過專業的救助和治療，每年給中國造成了經濟損失有78億美元。

「抑鬱症」的早期發現和治療比癌症的早期發現和治療還重要，但是我們對「抑鬱症」的了解還很少。這是一場人類和「抑鬱症」的戰爭，心理疾病和生理疾病不一樣，一個看起來完全沒有異常的人，很有可能是「抑鬱症」的重度患者，我們怎麼去找到他們，去幫助他們？更讓我們不安的是，一些潛在的病人根本就不知道自己病了！

就目前來看，心理障礙和心理疾病的診斷和評估主要依賴於心理醫生的臨床診斷。這些臨床診斷一般基於會診、觀察、晤談等方法，同時以心理學量表測試作為輔助判斷的依據。這些診斷方法很大程度上依賴於醫生的臨床經驗和接受診治人群的主觀配合意願，醫生獲取心理特徵的時間較長，同時也沒有一個標準的量化評價體系，對於心理醫生的經驗要求較高。患者說什麼就是什麼，這也就意味著診斷的結果很可能是不準確的，有時候甚至謬以千里。

如果能找到一種自動提取和量化心理特徵的方法，使得心理特徵能夠在不受到或僅受到少量人為乾預的情況下被實時有效提取，並且能以定量的形式進行描述，可以被電腦自動分析並給出心理狀態評價結果，則可以有效地解決上述在心理診斷中遇到的困難，同時可以幫助解決目前用其他物理生物特徵無法解決的行為偏向預測問題，對電腦認知學科的發展也有一定的幫助。

心理學學科長期以來對注意偏向的研究結果已經指出，心理障礙患者與正常人在注意偏向上有所差異。這種注意偏向的差異尤其體現在對負性情緒的認知上。而在眾多注意偏向研究所使用的情緒刺激材料中，情緒影像作為一種視覺刺激，對其的認知並不受到文化差異和年齡層次的限制，具有一定的優勢。

由此，馬惠敏團隊經過了十年的研究，把人工智慧和心理學結合在一起，設計了基於影像認知與行為反應實驗的影像心理學測試系統。該系統通過捕捉行為反應實驗中受試者在受到情緒影像刺激後的眼動軌跡和鍵盤反應時間等量化數據，來分析和評估受試者的心理狀態。2016年AI智能心理儀上市，真正實現了對心理問題客觀、快速的評測。

AI智能心理儀Warm Hug

馬惠敏團隊研究的AI心理圖儀Warm Hug（溫暖的懷抱），2016年獲得了吳文俊人工智慧科學技術創新獎一等獎；2017年，又在國際上獲得了第45屆日內瓦國際發明展銀獎。Warm Hug想給所有在心理上承受巨大壓力，有高焦慮和抑鬱傾向的人們一個溫暖的懷抱，希望能夠溫暖他們的心靈。

AI心理圖儀：①影像認知模塊，②眼動追蹤模塊，③反應時捕捉模塊，④定位燈，⑤主控平板，⑥測評平板，⑦乾預平板，⑧彩色印表機

Warm Hug AI心理圖儀採用了基於情緒影像認知反應進行心理測試的全新方法，把從心理學語義出發具有正性或負性語義的影像作為背景，與正性或負性情緒人臉進行組合，構成了一組影像測試序列。測試者心理上的反應在幾百毫秒之內，來不及思考，來不及撒謊，眼睛已經泄漏了你全部的小秘密，在設備上的眼動儀能捕捉到測試者客觀的眼動反應。

以明尼蘇達量表題目為理論基礎構建了心理語義影像庫，把一道道的題目變成了一系列影像呈現過程，再也不用依賴患者的主觀陳述。人的反應時間、眼動的軌跡和心理狀況有顯著的關聯性，通過提取這樣的體征，可將正常人群、焦慮人群和抑鬱人群區分開。這一套系統經過了七年的測試，對於高焦慮、抑鬱人群的靈敏度能夠達到80%，最終實現心理狀態的自動分類。

構建全球首個心理影像庫

選擇心理測試的刺激材料是很有講究的。在注意偏向研究裡，情緒刺激材料有很多種，影像作為一種視覺刺激材料，幾乎不受年齡、文化、地域的影響。把文字的語句轉換成影像時又遇到了新的挑戰，每個人對於同一語句認知的畫面是不一樣的，在人工智慧裡叫做語義鴻溝。

馬惠敏團隊首先對心理學語義的情緒影像表達方法展開研究，突破了從語言文字到情緒影像的語義鴻溝。研究選擇明尼蘇達多相人格測量表（MMPI）作為心理學語義的來源，基於該量表設計和提出了心理測試量表到影像心理測試系統的轉換關係，並在此基礎上建立了心理學語義和情緒影像之間的映射關係。

為了確保該映射關係的可靠性，提出了通過互動系統對情緒影像表達的心理語義進行反饋的方法，並根據該方法對表達心理學語義的情緒影像進行過濾。之後，基於心理學語義到情緒影像的映射關係，形成情緒與心理學語義的雙向映射。在國際上首次建立了通用的心理影像庫，共有800多幅影像，該影像庫根據影像內容的心理學基礎對影像進行分類和組織，並經過情緒刺激屬性評估，是具有心理學意義的全新的心理影像庫系統，對於影像認知研究、心理學研究等都具有重要的價值。

通過AI心理圖儀去捕捉用戶的眼球運動，記錄用戶的反應時間，背景影像和情緒人臉影像的序列呈現在前面的螢幕上。在時間和空間兩個維度上可以明顯區分正常人群、焦慮人群和抑鬱人群，從而輸出心理狀態的測評結果。

基於影像認知的心理評測系統

馬惠敏團隊首次在國際上搭建了一套基於影像認知的心理狀態分析系統，為基於影像認知的心理特徵提取研究提供了一套有心理學基礎，能夠有效進行心理狀態喚起的客觀心理測評系統。

經過十年的努力，這套系統終於跟大家見面了。它改變了沿用70多年的問答模式，用一種全新的方式，讓大家可以不受限於年齡、文化、地域，來實現自動的、客觀的、快速的心理測評，並且實現自動的乾預。利用人工智慧技術，來了解人類、理解人類、幫助人類更好地生活，為我們的心理健康保駕護航。

該系統受到北京市政府的高度關注，分別於2013 年和2014 年獲批北京市政府購買社會組織服務項目：《心理狀態評估系統》、《基於心理狀態自動獲取的危險人群的早期發現與預警系統》。已經在清華大學、電子科技大學、北航，、安定醫院、回龍觀醫院、廣安門醫院、全國人大機構、企事業部門等進行應用。

獲獎項目成果及進展

獲獎項目主要創新性成果包括：（1）首次在國際上建立了一個基於明尼蘇達多相人格測驗的心理影像庫；（2）提出了心理學語義與情緒影像的綜合語義回歸模型，實現了MMPI題目與情緒影像之間的映射；（3）建立了一套易於接受的基於影像認知反應時的心理學實驗範式,實現了不依賴於主觀量表的電腦自動心理測評；（4）提出了具有顯著性差異的可量化的反應時及眼動參數特徵提取方法，以及正常和異常人群的認知辨識度差異分析方法；（5）首次在國際上提出了一種全新的基於影像認知的心理健康狀況測評與分析系統。

本項目國際上首次創建了「基於影像認知的心理測評系統」，基於心理學語義與影像認知之間的映射關係，心理正常和異常人群在有心理語義的影像認知中的顯著差異兩個科學發現，改變了國際上通用的傳統問答式的心理測評方式，不依賴於問題的回答內容，不受限於語言、年齡和文化程度，利用人的視覺認知過程實現了心理健康狀況的客觀、快速評估。

研究成果為大規模人群心理健康篩查、醫療輔助診斷、企事業部門EAP服務、社會心理大數據建設提供一種新的有效手段。此系統在清華大學心理顧問中心、在北京安定醫院、北京回龍觀醫院、北醫六院、清華大學校醫院、酒仙橋醫院、北京市民政局信訪辦試用，並在長庚醫院、北京東城區心理顧問師職業技能培訓學校、北京圖象圖形學學會進行了應用，測評結果與專家測評具有較高的一致性，證明了系統的有效性，與傳統量表方法相比方便、客觀、用戶接受度高。

獲獎後的進展主要是2017年獲得日內瓦國際發明展銀獎，已經在清華大學、電子科技大學、北航、安定醫院、回龍觀醫院、廣安門醫院、全國人大機構、企事業部門等進行應用。

馬惠敏：人工智慧的創新成果正在改變著人類的生產生活方式，而人工智慧對人類精神世界的理解還處於探索階段，我們在基於影像認知的心理狀態測評上邁出了創新的一小步，希望它能為保障人類心理健康邁出一大步。