нейросети

Масштабное исследование выявило 21 универсальное выражение лица

Американские психологи провели крупное исследование эмоций в разных культурах с помощью глубокой нейронной сети. В эксперименте почти шесть тысяч участников подражали фотографиям лиц с различными выражениями, а затем определяли изображенные эмоции. Используя нейросеть, ученые проанализировали полученные данные и выявили 21 выражение с высокой культурной универсальностью.

Эмоции можно назвать универсальным языком человечества. Дарвин объяснял их возникновение и развитие эволюционной необходимостью. Психолог Пол Экман выделял шесть универсальных выражений лица: гнев, отвращение, страх, удивление, печаль и радость. Но эмоций и выражений внутреннего состояния существует несколько десятков, и в разных культурах они называются по-разному. Сколько вообще эмоций можно передать мимикой и насколько они универсальны?

Подобными вопросами задались исследователи из США. Они собрали базу данных из выражений лиц 5833 участников из шести стран: Китая, Эфиопии, Индии, Южной Африки, США и Венесуэлы. Ученые взяли 4659 изображений различных выражений лица и попросили испытуемых сфотографировать себя, имитируя мимику на картинках.

Участники в сумме сделали 423 193 фотографии и оценили эмоциональную интенсивность от нуля до 100 согласно 48 эмоциональным определениям в шести странах. Используя глубокую нейросеть, которую обучили предсказывать значения движений лица, игнорируя внешность и контекст, исследователи выявили 21 выражение с высокой культурной универсальностью. Результаты опубликованы в журнале iScience.

Главные недостатки предыдущих подобных исследований, как утверждают авторы статьи, состояли в недостаточной выборке и в том, что нейросеть ранее обучалась на эмоциях одной культуры. Чтобы избежать неправильного перевода определений в разных культурах, в новой работе нейросеть обучали определять выражение лица в каждой культуре отдельно — у нее не было предварительных знаний о том, как эмоциональные понятия переводятся с одной языка на другой.

Участники проходили эксперимент в два этапа. Сначала они подражали случайным выражениям лица из 4659 предложенных изображений. Затем они определяли, что чувствует человек на картинке, и оценивали интенсивность эмоции от нуля до 100. Испытуемые из Индии, Южной Африки и США использовали термины английского языка, из Китая — китайского, из Эфиопии — амхарского, из Венесуэлы — испанского. На втором этапе независимая группа участников из каждой страны по тем же критериям оценивала мимику на фотографиях других испытуемых.

В результате выяснилось, что выражения лица, которые ассоциируются с 17 разными эмоциями, определялись одинаково во всех шести странах. Это «гнев», «скука», «концентрация», «отвращение», «страх», «радость», «боль», «грусть», «сексуальное желание», «(положительное) удивление», «усталость», «триумф», «спокойствие», «растерянность», «разочарование», «страдание» и «интерес». Четыре других понятия ученые классифицировали не так точно: «созерцание» в одних странах ассоциировалось с «сомнением» в других, то же самое случилось с парами «любовь» / «романтика»; «удовлетворение» / «довольство»; «(негативное) удивление» / «благоговение».

Однако, как отметили авторы, их исследование не лишено ограничений. Так, 4659 выражений лица испытуемых — это далеко не все возможные комбинации движений лицевых мышц. К тому же, помимо четырех выбранных языков, на которых говорит 40% населения Земли, существует еще 189 стран и 6500 других языков. Также до конца не ясно, как меняется мимика в зависимости от пола, социального класса и прочих индивидуальных различий.

Виктор Логинов. Гена Букин.