En æterisk lyd med en glat, rangeret melodi, der blandes gennem tasterne, og et blødt tryk for et beat, fylder et laboratorium på Toronto's Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital. Gøres muligt ved bærbare sensorer på et barns fingerspidser og bryst, der sporer puls, vejrtrækning, temperatur og sved og en algoritme, der fortolker disse data som lyd, den elektroniske udgang er ikke virkelig dansbar. Men ændringerne i tempo, melodi og andre musikalske elementer giver i stedet indsigt i barnets følelser.
Dette er biomusik, en emotionel grænseflade, der sporer fysiologiske signaler forbundet med følelsesmæssige tilstande og oversætter dem til musik. Opfundet af et team hos Holland Bloorview, ledet af biomedicinske ingeniører Stefanie Blain-Moraes og Elaine Biddiss, er hensigten at tilbyde et yderligere kommunikationsmiddel til mennesker, som måske ikke udtrykker deres følelsesmæssige tilstand let, herunder men ikke begrænset til børn med autismespektrum lidelse eller med dyb intellektuel og flere handicap. I en undersøgelse fra 2016 i Frontiers in Neuroscience registrerede Biddiss og hendes coauthors biomusikken hos 15 børn omkring 10 år - begge børn med autismespektrum og typisk udviklende børn - i angstfremkaldende og ikke-angstinducerende situationer og spillede det tilbage til voksne for at se, om de kunne fortælle forskellen. De kunne. (I bunden af undersøgelsen kan du downloade og lytte til biomusikken.)
”Dette er børn, der måske ikke er i stand til at kommunikere gennem traditionelle stier, hvilket gør tingene lidt vanskelige for deres plejere, ” siger Stephanie Cheung, en ph.d.-kandidat i Biddiss 'laboratorium og hovedforfatter af studiet. "Ideen er at bruge dette som en måde for plejere at lytte til, hvordan disse signaler ændrer sig, og på den måde til at bestemme følelsen af den person, de kommunikerer med."
Mens Biddiss 'undersøgelser anvendte den atmosfæriske lyd, behøver den ikke være en bestemt type musik, påpeger Blain-Moraes, en adjunkt i fysisk og ergoterapi, der driver Biosignal Interaction and Personhood Technology Lab ved McGill University. En tidligere kandidatstuderende med Biddiss ved Holland Bloorview, der hjalp med at opfinde det originale system, Blain-Moraes arbejder på at videreudvikle teknologien. Blandt hendes ændringer er muligheden for at bruge forskellige ”lydskind”, der anvender støj, som brugeren finder behagelig. Målet er ikke at designe en teknologi til en enkelt gruppe.
”Vi ser meget efter det, vi kalder resonansdesign, ” siger hun. ”Vi prøver ikke at designe til en tilstand, vi ser efter at designe et behov, og ofte resonerer disse behov på tværs af forhold.” Dette kan være en plejer, der ønsker mere information fra sin patient, eller en mor, der ønsker en alternativ måde at overvåge en baby i et andet rum. Det kan gælde for en person, der ønsker at spore sin egen følelsesmæssige tilstand, eller en person med en aldrende forælder, der er blevet mindre i stand til at udtrykke ham eller sig selv.
I den oprindelige tilstand indeholdt teknologien en fingerspidssensor, der sporer hjertefrekvens, hudtemperatur og elektrodermal aktivitet (sved). Disse blev udtrykt i henholdsvis musikkenes beat, nøgle og melodi. En ekstra brystbælte sporet brystudvidelse, som blev integreret i musikken som en slags whooshing lyd. Hver af disse fysiologiske egenskaber kan ændres, når en person føler sig ængstelig: Sved, hjertefrekvens og åndedræt stiger alle, mens blodkarene sammentrækkes, hvilket får hudtemperaturen til at falde.
Men der er stadig en masse forhindringer at overvinde, teknologisk og ellers. Ideelt set er systemet mindre påtrængende. Blain-Moraes implementerede en metode til at estimere vejrtrækning baseret på mængden af blod i fingeren, til at udskifte brystbæltet og placerede andre sensorer i et FitBit-lignende armbånd. Tilpasning af det hele til et forbrugerprodukt som en Apple Watch, selvom det ikke er tænkeligt, vil kræve mindre, bedre sensorer, end vi har tilgængelig nu.
"Der er en vigtig sondring, som du er nødt til at foretage mellem ændringer i din krop, der sker for at opretholde homeostase og ændringer i din krop, der er specifikke for følelsesmæssige og mentale tilstande, " siger Blain-Moraes. "Du har brug for sensorer, der er følsomme nok til at være i stand til at opfange disse ændringer - og de har en tendens til at være meget mindre skala og hurtigere - der er relateret til fysiologiske, mentale og følelsesmæssige tilstande."
Derefter er der de videnskabelige udfordringer. Påvisning af angst syntes at virke, sammenlignet med en afslappet tilstand. Men hvordan kunne teknologien klare sig, når man sammenligner angst med spænding, to stater, der indeholder mange af de samme fysiologiske signaler, hvad så meget er komplekse og overlappende følelser? Brug af situationens kontekst kan muligvis hjælpe, men processen er yderligere kompliceret af brugerne - børn med autismespektrumforstyrrelse viser ikke altid de samme fysiologiske signaler, som nogle gange udviser øget hjerterytme i ikke-angsttilstande, hvilket viser et smallere spektrum af elektrodermal aktivitet og forskellige hudtemperaturresponser.
"Biomusik og sonificeringsteknologier er en interessant tilgang til at kommunikere følelsesmæssige tilstande, " siger Miriam Lense, en klinisk psykolog og forskningsinstruktør ved Vanderbilt University Medical Center i programmet for musik, sind og samfund. "Det skal ses, hvor godt denne teknologi kan skelne mellem tilstande, der har overlappende fysiologisk output - for eksempel involverer både spænding og angst øget ophidselse - såvel som blandede og svingende tilstande. I forskellige befolkninger og for forskellige individer kan der være forskelle i, hvordan stater manifesteres fysiologisk. "
Endelig og mest problematisk er der etiske dilemmaer. Hvad biomusik laver er at udsende meget personlige oplysninger - ens følelsesmæssige tilstand - offentligt. I mange af brugssagerne har de pågældende mennesker ikke evnen til at kommunikere samtykke. Og når en person ikke er i stand til at kontrollere nøjagtigheden af disse oplysninger - sig, at de faktisk føler sig ængstelig - er den person muligvis ikke i stand til at rette op på en misforståelse.
"Det er som med mange etiske spørgsmål, der er ikke en ret, eller der er ikke en forkert, " siger Biddiss. ”Det kan ligeledes betragtes som forkert at nægte en person en kommunikationsvej med deres kære.”
I værste fald kan dette afspille sig i en feedback loop af pinligt biomusik. En gang, under et foredrag, bar Blain-Moraes et biomusiksystem. Da hun blev stillet et vanskeligt spørgsmål, blev biomusikken intensiveret, hvilket fik alle til at grine, hvilket gjorde hende flov, så den intensiveredes yderligere, og alle lo mere - og så videre.
På trods af disse problemer fortsætter biomusik som en teknologi. Det er let at fortolke og kræver ikke udelt, visuel opmærksomhed. Blain-Moraes 'team hos McGill arbejder hen imod en app med ledsagere sensorer. De er i forsknings- og designstadierne, siger hun, og deler prototyper med plejere og patienter med demens eller autisme for at sikre, at det er en deltagende proces. I en tidligere undersøgelse i Augmented and Alternative Communication af Blain-Moraes, Biddiss og flere andre, betragtede forældre og plejepersonale biomusik som et kraftfuldt og positivt værktøj og kaldte det forfriskende og humaniserende.
”Dette er virkelig ment som et allestedsnærværende værktøj, der kan bruges til at gøre folk mere opmærksomme på deres følelser, ” siger Blain-Moraes.
