台灣清大團隊運用機器學習,從發文動態偵測躁鬱症徵兆
台灣清大團隊運用機器學習,從發文動態偵測躁鬱症徵兆
2018.01.10 | 健康

國立清華大學資訊工程系陳宜欣教授團隊開發一套方法,能從社群網路平台發文動態中,偵測發文者精神狀況,可望用於協助受躁鬱症困擾的人。部分研究成果近日發表於arXiv線上論文預印本資料庫。

躁鬱症有較高自殘風險,及早就醫能改善症狀

躁鬱症又稱為雙極性情感疾患(bipolar disorder),發作時會導致情緒失調,患者會經歷一段情緒亢奮的躁期,變得精力旺盛、睡眠減少,說話滔滔不絕,但接著可能會陷入極端低潮的憂鬱期。躁鬱的成因目前不明,先天基因、後天環境或許都有影響。

躁鬱症有可能導致患者行為極端,自殺、自殘風險較高,但不易早期診斷。如果親友能在患者剛開始出現輕躁、躁症或憂鬱症狀時,及早協助就醫,一般都可有效控制、改善症狀,也能預防極端行為的發生。

運用機器學習,察覺躁鬱發作初期徵兆

清大資工黃彥皓、陳宜欣團隊開發的方法,可從發文動態偵測躁鬱發作的初期徵兆。據該論文引述,躁鬱症有較高的自傷及自殺率,但七成躁鬱症患者都曾先被誤診為其他精神狀況。如果有方法能自動偵測早期徵狀、評估可能有潛在躁鬱的狀況,應該會對患者、親友及照顧者有很大幫助。

研究人員搜集了上萬則推特(Twitter)上的動態發文,這些推特文是2006年到2016年之間,由超過400位曾在推特文中自陳有躁鬱症診斷的患者所發佈。接著隨機抽樣其他人的發文作為控制組,將患者的推特文與控制組的發文互相比較,試圖從發文行為模式中找出一些規律。

團隊分析不同時間發文的情形,並對照發文時間與正常睡眠規律的關係。另外,利用發文頻率估計使用者的「健談」程度。團隊也研究了每則發文內容的用詞,分析其中的情緒成分。比較特別的是,該研究還加入一項新方法,針對發文用字的「音韻特徵」進行語音能量評分計算。研究團隊假設情緒亢奮或憤怒的人會使用「能量強度」較高的字詞。

研究人員接著使用滑動視窗法(sliding-window appraoch),分析每個人推文牆的內容隨時間變化的情形,特別是接近確診時間點的狀況。

最後,研究人員訓練機器學習演算法,綜合各項數據特徵來區分有初期徵兆與無初期徵兆的人。結果顯示,偵測準確度可達91%以上。

該團隊提出的模型,可望協助躁鬱症患者的定期追蹤評估,及早察覺躁鬱發作的徵兆,以給予患者需要的幫助和治療,減低患者做出極端行為的機會,避免發生不可挽回的憾事。

資料來源:arXiv:1712.09183MIT Technology Review維基百科:躁鬱症

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2025年總統科學獎〉沒有前人就自己開路!「高熵合金之父」葉均蔚院士,引領全球材料新革命
2025年總統科學獎〉沒有前人就自己開路!「高熵合金之父」葉均蔚院士,引領全球材料新革命

想像一下,人類數千年來對物質世界的理解,突然被一個大膽構想徹底顛覆,會是什麼樣子?

當傳統材料學界仍謹守1~2種主元素為基底的定律時,2025年總統科學獎得主,國立清華大學材料科學工程學系特聘研究講座教授、中央研究院院士葉均蔚院士,卻逆向思考,開創能讓數十種元素混合的「高熵合金」領域,不僅為元素週期表注入嶄新生命力,更點燃全球半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域的無限創新火花。

「潛水」8年,釀出材料革命

葉院士透露,自古以來,要想構成「合金」,都由單一或少量元素構成,但1995年,他在驅車前往臺北的路上,腦中靈光乍現,迸發出讓多種元素混合成合金的想法。

有意思的是,葉院士很清楚,「高熵合金」這項突破性構想,將會徹底顛覆材料學的根基。因此,為了鞏固臺灣的領導地位,1995至2003年間,他刻意沉潛、默默研究,不發表任何相關論文,「這是我的經營管理策略!」他認真道。

葉院士於頒獎典禮發表研究之路的心聲點滴。
葉院士於頒獎典禮發表研究之路的心聲點滴。
圖/ 數位時代

因此儘管8年寒窗苦讀無人知,甚至曾有計畫審查委員直言,若讓高熵合金的計畫通過,會鬧出「國際笑話」,葉院士仍憑藉著對高熵效應的堅定信念,逐步累積實驗數據與理論心得,最終於2004年,一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金新材料命名、定義和建立理論基礎,之後平均每年發表10篇研究,並陸續提出高熵效應、晶格扭曲效應、緩慢擴散效應、雞尾酒效應等核心效應,對材料科學理論做出重大貢獻。

這股「論文風暴」,不僅讓《Nature》在2016年發布專題報導,確立了高熵合金領域的價值,以及確認臺灣做為發源地的地位,還成功引發全球專家學者的重視與跟進,也讓葉院士成為「高熵合金之父」。

在為臺灣奠定高熵合金領導地位之餘,葉院士還期望將這股力量向下傳承,因此在清華大學成立全球首個高熵材料研發中心,由他擔任主任。中心匯集了來自全臺各大學逾60位跨校、跨領域的頂尖教授,組成材料界的「夢幻隊」,一同探討高熵學理,開發高功能材料,每年還開設相關課程,培育近百名具備傳統與高熵「全材料」研發能力的專業人才,為學界、業界提供源源不絕的活水。

更重要的是,葉院士很早就知道,學術研究的價值不應只停留在論文發表。事實上,他在從事教職之初,便開始擔任業界顧問,深入現場解決問題,這反過來讓他的研究,更加貼近現場。

2021年,他透過清大授權高熵材料科技的3千萬元授權金,如今,在資本市場已增值8倍,達到2.4億元;他也擁有逾50項專利,其中,超過22項為高熵材料發明專利授權,「學者不能只在『象牙塔』中做研究,要積極與產業互動,將所學貢獻於實用,尤其現今臺灣製造業面臨轉型挑戰,學術界的創新非常關鍵。」

看著葉院士現今擁有的非凡成就,多數人可能以為他背景優渥,其實,他出生偏鄉、從未出國留學、進修。來自宜蘭南澳的他,成長過程中資源相對匱乏,但這反而養成他從小「凡事自己動手做」的習慣,「這種獨立解決問題、親身實踐的精神,就是我在科學研究上,不斷突破的基石。」

葉院士全家於2025總統科學獎頒獎現場溫馨合影。
葉院士全家於頒獎現場溫馨合影。
圖/ 數位時代

不曾出國留學、進修,也能做出世界級的突破

葉院士從學士、碩士一路念到博士,是標準的「清華大學材料科學工程寶寶」。在那個「去去去去國外」、留學盛行的年代,他選擇做個異類,深耕臺灣,「對國家做出貢獻比個人發展更重要!而且我相信,就算在臺灣,也能憑藉我們的智慧、能力,做出世界級創新。」

葉院士建議,年輕學者、莘莘學子們應心存善念,並秉持著求甚解、動手做的態度,多元、快樂學習,「強大的企圖心,能創造價值;與人為善,則能聚集眾力,共同實現宏大目標。」

臺灣「高熵合金之父」葉院士,賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」 殊榮。
臺灣「高熵合金之父」葉院士,賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」 殊榮。
圖/ 數位時代

問「高熵合金之父」接下來還有什麼目標?他笑稱,自己自大學二年級起,便懷抱著「飛碟夢」,而要實現夢想,需要室溫超導、極耐高溫等前所未有的材料,他仍在兢兢業業努力中。飛碟夢看似遙遠,卻是前進的燃料,向來「說到做到」的葉院士,用對未來的無限想像,持續為材料科學鋪設一條通往新世界的道路,也為臺灣留下珍貴的創新資產。

葉均蔚 院士
專長:高熵合金及相關材料、製造工程等
現職:國立清華大學材料科學工程學系特聘研究講座教授
成就:開創「高熵合金」領域,徹底顛覆傳統金屬材料設計思維,為臺灣在高階製造、綠能技術及核融合能源領域奠下堅實根基

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