新聞記者 向一帆
“我家狗從不咬人，怎么突然傷人了？”“它耷拉著腦袋，是不舒服還是不開心？”許多養(yǎng)寵人在日常與寵物相處的過程中，只能用猜測來感知寵物的情緒，但并非每次都能猜準(zhǔn)。小狗到底在想什么，這一日常的靈魂拷問，如今有了硬核答案。近日，武漢紡織大學(xué)服裝學(xué)院格物智衣團(tuán)隊研發(fā)出一款智能寵物犬“情緒外套”，既能實時監(jiān)測狗狗體溫、心率和呼吸頻率，又能精準(zhǔn)識別其喜怒哀樂，相關(guān)研究成果已登上國際SCI 期刊《工程纖維與織物雜志》。
課堂腦洞催生“狗狗情緒翻譯官”
“很多狗傷人事件，根源都是情緒沒被及時察覺。”談及研發(fā)初衷，武漢紡織大學(xué)服裝學(xué)院副教授、團(tuán)隊導(dǎo)師吳忻舟打開了話匣子。吳忻舟說，幾年前，遛狗拴繩還未全面強制時，自己常在網(wǎng)上刷到寵物狗因緊張、憤怒等情緒失控引發(fā)的傷人糾紛。許多平日乖巧溫順的寵物狗，可能因為主人未能及時發(fā)現(xiàn)其暴躁情緒而釀成沖突。
而為寵物狗做一件能理解情緒外套的創(chuàng)意，源自學(xué)生的課堂腦洞。原來，吳忻舟在講授《服裝舒適性與功能》課時，有學(xué)生提出“能不能給狗狗做件能讀懂情緒的衣服”，這個新奇想法讓師生一拍即合。“現(xiàn)在好看的寵物服裝很多，能讓這件衣服擁有更多的功能性才是核心?！眳切弥壅f，團(tuán)隊從2022年底啟動項目，學(xué)生們將畢業(yè)設(shè)計與這個創(chuàng)意結(jié)合，師生合力把“異想天開”變成了現(xiàn)實。
團(tuán)隊成員
近日，新聞記者來到武漢紡織大學(xué)，現(xiàn)場看到了這件能讀懂寵物狗情緒的外套。記者看到，這件寵物外套裝整體是寶藍(lán)色貼身款，分內(nèi)外兩層，四肢縫有反光條，夜間遛狗安全感拉滿。最核心的“黑科技”，藏在背部專門縫制的小口袋里——一塊集成了紅外測溫模塊、心率血氧模塊、單片機(jī)和鋰電池的扁平電路板。
“必須貼身才能保證數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，太松就測不準(zhǔn)了?！眻F(tuán)隊成員汪家俊介紹，服裝外料用的是太空棉織物，里料則是石墨烯、棉和氨綸的混紡材質(zhì)，還經(jīng)過了野生艾草提取物處理?！斑@種面料彈性好、穿著舒服，還能驅(qū)蚊抑菌，結(jié)實耐造。”不過考慮到透氣性，這款服裝更適合秋冬季節(jié)，因為夏天太熱，狗狗穿了會悶得慌。
而放置在衣服內(nèi)側(cè)的傳感器，則是整件衣服的心臟。“為了監(jiān)測寵物狗的不同生理數(shù)據(jù)，我們把捕捉寵物狗的紅外測溫模塊、心率的傳感器集成設(shè)置在背部口袋，防止狗狗趴臥等姿勢對模塊進(jìn)行影響，再通過算法從血氧數(shù)據(jù)中提取呼吸頻率，三者數(shù)據(jù)實時聯(lián)動，就能勾勒出狗狗的情緒輪廓。”團(tuán)隊導(dǎo)師程哲副教授告訴新聞記者，傳感器收集到的數(shù)據(jù)會通過Wi-Fi模塊上傳到阿里云平臺，主人打開手機(jī)APP，就能直觀看到狗狗是興奮、憤怒、愉悅還是平靜。
不僅如此，扁平化的傳感器設(shè)計，嵌在衣服夾層里，不直接接觸狗狗皮膚，不會影響寵物狗平時的跑跳玩耍。
上萬組數(shù)據(jù)煉出精準(zhǔn)算法
寵物狗的情緒與人類不同，如何保證這件“情緒外套”的翻譯不翻車？為此，團(tuán)隊就那些了大量的嚴(yán)謹(jǐn)實驗。為減少毛發(fā)、年齡、犬型等因素干擾，他們專門征集了36只健康的中型短毛犬當(dāng)“實驗?zāi)Ｌ亍?，在大學(xué)綠坪操場連續(xù)12天、每天12小時的連續(xù)記錄數(shù)據(jù)，最終整理并選取2808個有效數(shù)據(jù)樣本。
“我們把狗狗情緒分成四類，通過算法找到生理數(shù)據(jù)和情緒的對應(yīng)關(guān)系。”團(tuán)隊成員蘇孜穎解釋，比如狗狗興奮時，體溫會在31至37℃、心率105至125次每分鐘；憤怒時體溫會飆升到33至39℃，心率也跟著漲到115至135次每分鐘。
然而，情緒判斷并非依賴單一數(shù)據(jù)，團(tuán)隊成員們通過綜合分析，先以體表溫度分類，再依心跳、呼吸等指標(biāo)逐步細(xì)化、提升精準(zhǔn)度，以此確定不同情緒類別。
為了驗證準(zhǔn)確性，團(tuán)隊還設(shè)置了雙重對照：一組是算法判斷，另一組是狗主人主觀判斷+專業(yè)人士評估。通過連續(xù)數(shù)據(jù)記錄測試結(jié)果顯示，這款智能犬服的情緒識別總體正確率超75%，其中對平靜情緒的識別正確率最高達(dá)84%。
“畢竟寵物狗的情緒和人不太相同，狗主人更了解寵物狗的想法，所以我們在測試時也加入了寵物狗主人對寵物狗的情緒評定?！背陶苷f，其實在測試過程中數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)比想象中大，光是小狗的心跳數(shù)據(jù)就有上萬組。
未來想幫自閉癥兒童“說話”
然而，在研究過程也并非一帆風(fēng)順的?！白鰟游飳嶒炞罴值木褪菢颖具x取的問題，寵物狗也沒法說話，它們無法表達(dá)自己的想法?！眻F(tuán)隊成員坦言，哪怕只是簡單的穿戴測試，也需要提前給狗主人發(fā)放知情同意書，詳細(xì)說明測試內(nèi)容和目的。所以，贏得寵物狗主人的信任，并讓他們愿意花時間來配合實驗，團(tuán)隊成員們也費了許多功夫。
程哲說，如果要深入研究，還得經(jīng)過專門的倫理審查機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，目前學(xué)校沒有這類機(jī)構(gòu)，后續(xù)可能會和有醫(yī)學(xué)院的高校合作繼續(xù)開展研究。
不僅為寵物狗做情緒識別的服裝，團(tuán)隊還有更宏大的規(guī)劃：將這項情緒識別技術(shù)拓展到特殊兒童領(lǐng)域?！氨热缱蚤]癥兒童，他們的情緒表達(dá)比較特殊，如果能把技術(shù)應(yīng)用到相關(guān)輔助服裝上，或許能幫他們更好地傳遞情緒?！眳切弥郾硎?，未來還會優(yōu)化APP設(shè)計，讓界面更個性時尚，同時細(xì)化生理指數(shù)參照，讓情緒識別更精準(zhǔn)。
