台大CHEN Lab：用计算科学解析人类互动心智

台大CHEN Lab：用计算科学解析人类互动心智

在科技日新月异的时代，人类的互动方式变得多元且复杂，单纯研究个体心智运作功能已不足以应对这个快速变化的世界。台湾大学计算互动心智与脑科学实验室（CHEN Lab）主任陈品豪教授，运用计算科学的方法对人类互动进行量化分析，试图开发更有效的沟通策略、改善团队合作，甚至为心理治疗提供新的方法。

计算互动心智与脑科学实验室的成立

心理学，一般人会联想到的心理学家可能是耳熟能详的佛洛伊德、阿德勒等，或是各种以不同角度切入探讨心智运作的传统理论，如认知心理学、社会心理学等。然而，台大心理系的陈品豪教授却开拓了一条崭新的研究道路。

2015年，陈品豪教授仍在美达特茅斯学院（Dartmouth College）就读心理及脑科学学系时，就已注意到在科技日新月异的时代，人类的互动方式变得多元且复杂，单纯研究个体心智运作功能已不足以应对这个快速变化的世界。因此，他转而投入“互动心智”的研究，探讨多个个体在互动过程中，彼此影响心智的方式，以及这些互动如何造成个人想法、情绪、行为的改变。返台后，陈品豪教授于台大任教并建立，延续在美国的研究，更深入地探索互动心智的领域，运用计算科学的方法对人类互动进行量化分析，探讨不同类型的互动对人们心理状态的影响，试图开发更有效的沟通策略、改善团队合作，甚至为心理治疗提供新的方法。

CHEN Lab三大研究方向，解析人类互动奥秘

“具备心理学家的思维以及工程师解决复杂问题的能力”是陈品豪教授经营实验室的核心理念。有别于过去心理学家尝试以理论或法则精简地解释人类的心智及行为，陈品豪教授认为既然心理历程及情感经验是复杂多变的研究主题，那就应该以复杂的方式思考，研究者应具备弹性的思维模式，并在计算科学的进步之下，以科学的角度运用实时量测互动行为及运用大数据分析，回答过去无法回答的复杂问题。

人際互動過程中，除了語言之外，所有的非口語行為（nonverbal behavior）包含臉部細微表情及肢體語言皆為不可忽視的訊號，有別於過去以人為的觀察、紀錄等方式，CHEN Lab利用先進儀器的捕捉，將這些訊號轉換為量化資料，讓心理學家以科學方式更客觀、精準地分析人類心理狀態。為了全面了解互動中心智間的影響，CHEN Lab透過新興設備（如：3D列印頭盔、生理訊號收集器、高效率電腦、磁振造影儀）蒐集多模態資料（含語言資料、非語言資料）與大腦神經反應資料，透過整合這些資料，研究者可以更深入地探討人際互動的複雜機制。

CHEN Lab的三大研究主题：

• 计算社会与情感神经科学：运用计算科学解开心智与情感的复杂性

• 透过神经计量学（Neurometrics）研究复杂的心理建构。

• 透过隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model）探索大脑中情绪状态的转变。

• 透过神经成像解码大脑中的情感体验，并了解个体的焦虑状态影响其看待世界的方式。

• 互动心智与集体心智：探討群體互動心智的複雜性

• 临床互动：了解非语言行为影响医师与患者间治疗关系的方式，以及对治疗效果的影响。

• 社会影响：探索社会心理因素（如：态度、社会背景、文化规范）如何塑造互动中的共享经验。

• 社会网络：利用社会网络分析理解多元社会群体中集体声誉的形成。

• 社交关系与幸福感：探討社交關係如何影響心理健康的方法

• 研究移民者的文化适应与融入。

• 探索不同次群体中的个体生活满意度的差异性与影响因素。

• 建立预测模型，量化社会多样性及关系品质对幸福感的影响。

CHEN Lab的国际交流与学术成就

CHEN Lab过去积极投入国际合作，与来自美国的顶尖学府及专家共同探索计算心理科学、计算社会神经科学、人工智能、人机互动等前瞻领域，主要的合作对象包含：

• Luke Chang教授（任教于Dartmouth College）：陈品豪教授博士后时期的指导老师，行为经济学与计算社会神经科学专家。
• Eshin Jolly教授（任教于University of California, San Diego）：擅长运用多种计算科学研究法探讨互动心智的机制。
• Dominic Fareri教授（任教于Adelphi University）：社会神经科学专家
• Mauricio Delgado教授（任教于Rutgers University）：社会及情绪神经科学专家

陈品豪教授是一位通过国考的临床心理师，在过去接受临床心理训练时，对于“临床互动”的细微之处备感兴趣，也因此CHEN Lab其中一项研究亮点即为探讨安慰剂效应（placebo effect），旨在研究医师与病人之间的互动如何影响安慰剂的效果。曾有研究发现，当开立药物的医师认为自己开立的是有效药物，病人实则得到安慰剂，其获得的疗效比起医师明知开立安慰剂的效果更良好。此一现象显示，医师对药物的信心能潜移默化地影响病患的主观感受，为解释其背后的互动心智机制，陈品豪教授设计了一组缜密的实验。

在这个实验中，陈教授随机分派194名大学生，各97名担任“医生”或“病人”角色。在第一阶段，扮演“医生”的参与者进入模拟诊间，他们亲自试用两种外观相似药膏：声称为具有止痛效果的Thermedol（实则为上色的凡士林）和凡士林（安慰剂），并体验到Thermedol止痛效果较良好。第二阶段请扮演“病人”的参与者进入模拟诊间，在“医生”不得告知病人药物相关信息的前提下，由“医生”协助涂抹凡士林及Thermedol后接受电击热刺激，结果发现“病人”感觉Thermedol的止痛效果比凡士林良好。

此项研究发现，医生的非语言行为，如表情、肢体动作等，对病人的治疗效果有着深远的影响。透过让医生戴上录像装置，全程记录表情变化后发现，医生在涂抹不同药膏时的细微表情变化以及对药物的信心程度，会透过非语言沟通的方式，直接传递给病人以提升或降低对药品治疗效果的期待。这项研究显示，在人际互动中，非语言沟通所传递的信息与语言一样具感染力，在释放及接收信息的同时，深刻影响我们的认知与行为。

另一个实验要回溯至2021年COVID-19疫情肆虐台湾之时，陈品豪教授敏锐地察觉到，即使人们足不出户，仅透过媒体的报道，也能感受到社会弥漫着一股恐慌氛围，使大众产生恐惧情绪共振。为了验证这一现象，他设计了一项独特的“远距实验”。

研究团队招募两组参与者，分别在疫情高峰期和解封后观看相同的疫情相关影片。透过分析参与者观看影片时的脸部表情，研究人员认为，在疫情高峰期，参与者更容易产生恐惧、忧伤等负面情绪，这些负面情绪也更容易产生共振并展现在观影时的脸部表情上。这项研究显示人类的情绪会受到社会环境的强烈影响，且危机时刻的恐惧情绪传播可能将有助于提高群体危机意识，促进社会合作，共同应对挑战。

CHEN Lab的跨领域人才培育策略

不同于大部分的实验室成员组成背景较为单一，CHEN Lab的特殊性与多元发展吸引来自不同学科背景（如：心理系、物理系、兽医系、外文系、资工系、工管系、资管系、历史系、医学系、生科系、生工系、机械系等）的学生加入，他们在CHEN Lab彼此互相交流、讨论，以不同的视角探索问题，共同合作寻找解答，学习跨越学科的藩篱，以创新的方式解决问题。透过在CHEN Lab学到的研究方法、技能以及所得的研究成果，学生不仅拓展知识视野，也学会独立思考，将所学应用各自的于专业学科，解决专业领域内真实存在的难题。兽医系四年级的谢欣璉同学提到，当初因参加神经生物与认知科学学程而进一步认识并加入CHEN Lab，对动物行为学深感兴趣的她，在陈品豪教授及实验室学长姐的带領下，学习如何运用人工智能将互动行为量化，培养逻辑思考与数据分析的能力，这些能力不仅让她应用在兽医系的专业领域，也改变她日常生活思考问题的方式，让她能够更科学、更理性地分析周遭事物。

在这个瞬息万变的世界中，各学科领域的界线愈来愈模糊，因此陈品豪教授期望CHEN Lab能营造一个开放、自由的学术环境，让学生能自在探索、跨领域学习。他培养学生的敏锐观察力、批判性思考能力以及跨领域整合能力，以面对复杂多变的挑战。陈品豪教授也期待学生具备数据科学的素养，能分析庞杂的资料，从中萃取有价值洞见，并将研究成果应用于解决现实问题，如此一来才能因应快速变化的社会需求，将学术研究与社会需求紧密结合。除严谨的科学训练外，实验室也强调培养学生的沟通及合作的能力，在学术界及产业界发挥影响力。物理系出身，现为心理所博士生的周枫峻同学便是CHEN Lab培育出的优秀人才之一，他表示CHEN Lab的研究新颖有趣，能让他一窥人类心智与互动心智的奥秘，也能将研究应用于现实生活，深具意义。在实验室里，他带领学弟妹共同研究，学习领导及沟通等软实力，更透过参与多个研究计划，在学术方面打下扎实的基础，他的成长历程便是CHEN Lab致力于跨领域人才培育的最佳范例。

CHEN Lab的未来发展及愿景

在当今学术界，跨领域研究已成为不可或缺的一环。陈品豪教授的实验室因其跨领域研究的特色，深受大学部学生的欢迎。然而台大各研究所的领域划分相较于大学部仍相对明确，造成不同学科背景的学生因现行制度的因素无法在CHEN Lab进行硕博士研究，陈品豪教授因此期待学校能积极推动跨领域硕士学位学程，提供学生多元弹性的升学管道，培育更多具备跨领域研究能力的高阶人才，来因应在这个快速变化的时代中台湾所面临的各项挑战。

另外，互动心智及脑科学此一新兴研究领域虽然在美国已进入高速发展的阶段，但在亚洲仍正处起步的阶段，陈品豪教授期望能将CHEN Lab打造成亚洲互动心智及脑科学研究的枢纽，积极推动区域内的学术交流与合作。他希望建立一个专为亚洲研究量身打造的学术网络，促进台湾与亚洲各地相关实验室之间的紧密合作。透过这个网络，CHEN Lab将能扮演桥梁的角色，链接亚洲各地的研究力量，共同推动互动心智与脑科学的发展。他更期许CHEN Lab能成为亚洲地区在此一研究领域的领航者，将CHEN Lab打造成此一研究领域的典范，引领亚洲的计算互动心智与脑科学研究迈向国际舞台。