Verdi di rabbia, arrossisci di vergogna, discuti fino a diventare blu in viso, pallido come la morte — queste unità fraseologiche ben mirate che sono entrate nella nostra lingua hanno costituito la base di molti studi scientifici sul colore del volto umano. Cosa sono riusciti a scoprire gli scienziati?

Saper fare russo?

A settembre si è saputo dell’invenzione degli scienziati russi. Gli specialisti di MSTU im. Bauman ha sviluppato una tecnologia che consente di diagnosticare i problemi cardiaci in base al colore della pelle. Per fare questo, hai bisogno solo di una videocamera e di uno speciale programma per computer che legge i disturbi del ritmo cardiaco al minimo cambiamento delle sfumature del viso. Ciò che non è visibile all’occhio umano è visibile all’intelligenza artificiale. È in grado di riferire in tempo su affaticamento, stress, prestazioni ridotte e problemi del sistema cardiovascolare.

Gli sviluppatori del Dipartimento di sistemi di ingegneria biomedica ritengono che l’ambito di questa tecnologia possa essere molto ampio. Dalla telemedicina, dove consulti il tuo medico online, all’allattamento di neonati prematuri. In futuro, un tale programma potrebbe funzionare nelle case intelligenti e informare i proprietari non solo sulla temperatura nella stanza, ma anche sullo stato del loro sistema cardiovascolare. Inoltre, il dispositivo è potenzialmente utile nel trasporto — per controllare la salute del conducente, per prevenire incidenti che si verificano a causa di ictus, infarti, perdita di coscienza e altri problemi fisiologici.

Scoperte precedenti

Per correttezza, notiamo che l’idea stessa di diagnosticare le malattie cardiovascolari in base al colore della pelle non è nuova. Nel 2014, il Medical Center dell’Università di Rochester e Xerox hanno presentato il loro progetto pilota per la diagnostica attraverso il monitoraggio video senza contatto. Con l’aiuto di una webcam e di algoritmi software, gli sviluppatori hanno imparato a rilevare la fibrillazione atriale — una malattia cardiaca curabile ma potenzialmente pericolosa. Mentre questa condizione è facile da diagnosticare, per molte persone passa inosservata. Si stima che il 30% delle persone con fibrillazione atriale non abbia alcuna idea di avere la condizione. Se non trattata, il rischio di una persona di coaguli di sangue e ictus aumenta in modo significativo.

Si è scoperto che il viso è il luogo ideale per rilevare questo fenomeno, perché la pelle è più sottile di altre parti del corpo e i vasi sanguigni si trovano più vicino alla superficie. Gli scienziati hanno chiamato il loro metodo diagnostico videopletimografia e ne hanno testato l’accuratezza confrontando i risultati del monitoraggio video per carnagione con i dati dell’ECG. L’errore del metodo era solo del 20%, che è paragonabile al tasso di errore di un sistema automatizzato di analisi e interpretazione dell’ECG (dal 17% al 29%).

Nel 2018, un’altra tecnologia simile è stata brevettata — strumento di valutazione della frequenza cardiaca senza contatto sviluppato da ingegneri elettrici presso l’Università dello Utah. Uno degli autori, Nate Reuben, ha ammesso di averlo inventato nel 2012. Poi è nato suo figlio e la moglie ha continuato a correre all’asilo per controllare come dormiva il neonato. Voleva creare un monitor senza contatto per monitorare la frequenza cardiaca di un neonato. Non è successo subito. I bambini si muovono molto nel sonno e questo interferisce con le misurazioni. Tuttavia, insieme al loro insegnante, il professore di ingegneria elettrica Jake Gunther, hanno portato l’idea a uno strumento di lavoro utilizzando una videocamera e un software specializzato.

Tutte queste tecnologie funzionano secondo un principio comune. Le videocamere registrano le immagini nei valori di colore rosso, verde e blu. Ma solo il verde viene utilizzato per l’analisi. “L’emoglobina nel sangue ha un picco di assorbimento della luce verde, — Gunter ha detto. – Quindi, quando il cuore spinge il sangue nelle arterie vicino alla pelle, viene assorbita più luce verde e meno riflessa. Ciò significa che vediamo meno valori verdi nelle immagini della fotocamera. Tali apparecchiature mediche rivoluzionarie potrebbero sostituire gli strumenti ospedalieri che monitorano la pressione sanguigna e i livelli di ossigeno nel sangue. Ciò è particolarmente vero in pediatria.

Coperto di cremisi — ha addestrato la rete neurale

Carnagione — non è solo un importante indicatore di salute, ma anche un modo di esprimere le emozioni. Ricorda come le guance bruciano di vergogna, come il tuo viso impallidisce per la paura e capirai perché gli scienziati osservano così da vicino le sfumature della pelle umana. Forse i più avanzati in quest’area sono gli scienziati della Ohio State University. Nel 2018, hanno introdotto un programma per computer brevettato che riconosce correttamente le emozioni umane dalla carnagione con una precisione del 90%.

Questo è stato preceduto da un ampio studio umano e da un’analisi al computer che ha rivelato la relazione tra ogni emozione e il tono della pelle. In una delle fasi del lavoro, gli scienziati hanno mostrato ai volontari volti privi di espressioni facciali, ma dipinti con determinati toni. Ciascuno corrispondeva a sentimenti diversi: tristezza, tristezza, felicità, gioia, sorpresa, ecc. La maggior parte dei volontari è stata in grado di identificare correttamente le emozioni in base al colore (la precisione era di circa il 70%). Sulla base di questi test, gli specialisti sono stati in grado di addestrare l’intelligenza artificiale per abbinare l’ombra del viso con i sentimenti di una persona anche meglio di quanto hanno fatto i partecipanti allo studio. Ad esempio, il computer ha determinato la felicità nel 90% dei casi, gioiosa sorpresa — nell’85%, rabbia — all’80%.

Gli autori di questo programma ritengono che potrebbe essere utile nel campo delle neuroscienze e dell’informatica: ad esempio, puoi addestrare l’IA a riconoscere e imitare le emozioni umane. Questo sviluppo sarebbe certamente richiesto tra le persone con autismo, che non sono naturalmente in grado di determinare le emozioni delle altre persone. Inoltre, tali studi ampliano la conoscenza degli antropologi sull’evoluzione umana. Dopotutto, solo le persone, a differenza delle scimmie, non hanno peli sul viso, ma hanno l’opportunità di mostrare le proprie emozioni cambiando tonalità della pelle.

Forse per i nostri lontani antenati, questo era una sorta di vantaggio evolutivo: mostrare il proprio rossore a un partner, arrossire di rabbia in una discussione o diventare verdi di rabbia alla vista di un nemico. Numerosi studi dimostrano che ancora oggi le persone attribuiscono grande importanza alla carnagione dei loro compagni di tribù: la pelle più ossigenata è percepita come più sana e la persona stessa sembra più attraente.