准确率达73%!新型高准确率测谎仪横空出世

2021
11/24

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人类是爱说谎的动物,欺骗存在于各行各业,从社会交往到国土安全事务。然而,现实生活中欺骗行为的可靠指标仍然难以捉摸,能够识别谎言显得如此重要。 

人类是爱说谎的动物,欺骗存在于各行各业,从社会交往到国土安全事务。然而,现实生活中欺骗行为的可靠指标仍然难以捉摸,能够识别谎言显得如此重要。

测谎技术是通过一定物理技术的辅助,测试被测对象是否有撒谎的现象的方法。测谎仪不停监视被测试者的生理活动状况,通过对仪器异常活动数据的分析得出结果。然而测谎仪的准确率很低,仅为35%,存在巨大的漏洞。测谎仪的技术通过测量人体各种指标的变化来做判断,如果受试者通过训练,各项指标在测谎的情况下保持正常就能成功“骗过”了测谎仪。

测谎仪的历史

科学人士也一直努力试图用更科学的方法来甄别一个人是否说谎。早期的测谎试验是通过监测心跳和呼吸频率来判定的,因为一般人在说谎的时候由于紧张心跳和呼吸频率会加快。但有些心理素质好或者经过训练的人可以控制呼吸,迅速平复心跳,所以这种试验的准确性很快遭人诟病。

大概1915年左右,那时还是哈佛大学学生的William Moulton Marston(威廉·马斯顿)在他老婆的启发下,开始用血压作为依据测谎,他通过实验发现说谎和人体收缩压有很强的正相关性,更重要的一点是血压的变化是很遮掩的。从此,他也开始自称为“Father of The Polygraph(测谎仪之父)”,并且游说警察局、法院等部门使用他的测谎理论和设备,可惜效果不佳。

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William Moulton Marston(最右)和他的血压测谎仪

1921年,时任伯克利警员同时也是医学院学生的John A. Larson继承了Marston的理论并改良了单纯的血压测量,加入了心跳和呼吸监测。1939年Larson的助理Leonarde Keeler又改进了老板的测谎仪,提高了测谎仪的便携性,并且加入了Electrodermal activity (EDA,皮电活动)监测,Keeler还没忘注册了专利,这才奠定了现代测谎仪的原型。之后测谎仪慢慢被美国当局FBI,CIA和NSA等各部门接受并用于辅助刑侦审讯。

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测谎仪的准确性和科学性一直广受质疑,但它也从来没停止过进化,朝着更系统化的方向发展。

科学家发现,人如果说谎,面部会有微小变化,这些细小的表情可以泄露人们的欺骗行径。“微表情”无法用肉眼观察的表情,十分短暂,只持续004-007秒,需要通过高速摄像机观察。

然而,通过肌肉激活模式评估面部表情用来测试欺骗是一个挑战。当代的面部表面肌电信号设备笨重、不稳定、容易产生噪音、记录时间有限、依赖于专家的位置,并产生低空间分辨率的信号。最近开发的干丝网印刷电极阵列提供了一个可以克服这些缺点的新选择。

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近日,以色列科学家利用现有的传感器,通过整合电生理和交际方法,开发出了一种先进的测谎系统,他们使用新型干式丝网印刷电极阵列记录参与者的面部肌肉活动,并应用机器学习算法根据简短的面部反应识别谎言。

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此项研究是基于这样的假设:撒谎时,面部肌肉会扭曲,而且到目前为止,还没有任何电极能够敏感到测量这些扭曲。研究者声称该系统优于其他的方法,该技术依靠附着在面部的电极来显示与欺骗有关的扭曲肌肉,同时可以帮助摄像机和软件自行检测到这种面部运动。

实验设置包括两个人的任务,参与者被要求欺骗对方(见图b)。面对面坐着的时候,他们轮流担任发送者或接收者。发送方从耳机里听到了接收方不知道的信号,并向接收方传递一个信息,这个信息可能是真实的(与他们听到的信号一致),也可能是欺骗性的(不一致)。接收指令的人要辨别消息的真伪。

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参与者平均在50.96%的试验中撒谎(SD = 7.77)(图 c)。接收者对于发送方的谎言检出率在22%到72.83% (M = 48.48%;SD = 11.84),两组无差异(t(39) =0.81,p = .42,单样本t检验)(见图c) 。无论转述的词是真还是假,他的伙伴都无法判断。但是,传感系统却成功地做到了这一点。

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当含有电极的贴纸放在皮肤上,传感器可通过测量肌肉和神经发出的电信号来跟踪它们的活动。测谎系统由放置在两组面部肌肉上的电极贴纸组成,即嘴唇附近的脸颊肌肉和眉毛上方的肌肉。电信号被传递给一个经过训练的机器学习算法,该算法能够将假话和真话分开,并且能够检测出参与者的谎言,准确率可达73%。

以73%的平均准确率,科学家确定了两组参与者,一组通过激活脸颊肌肉来说谎,另一组激活眉毛。他们发现,随着时间的推移,参与者撒谎的频率越来越高,其中一些人改变了暴露身份的肌肉群。参与者# 05-13主要来自CS皱眉肌(蓝色调),而参与者20-41有显著的聚集,主要来自ZM颧大肌(红色调)。在这两种情况下,都成功地实现了测谎。

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图2. 参与者# 05-13和# 20-41的欺骗检测矩阵(DDMs)

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图3. 多主体实验结果揭示了两种类型的说谎者

此项研究结果证明了使用可穿戴电极阵列在社会环境中检测人类谎言的可行性,并为未来研究欺骗表达的个体差异奠定了基础。这项技术已经通过一家名为 X-trodes 的以色列衍生企业实现了商业化,未来精准识破谎言指日可待。

那么,如果你有一个测谎仪,你最想给谁用呢?

参考文献:

1.Lie to my face: An electromyography approach to the study of deceptive behavior.

Brain Behav. 2021 Oct 22;e2386.

2.https://zhuanlan.zhihu.com/p/26555612

撰文|Ann

编辑|小耳朵


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关键词:
测谎仪,参与者,欺骗,测谎,面部

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