心理測量在精神健康、自我了解、和個人發(fā)展方面都發(fā)揮著重要的作用。

傳統(tǒng)的心理測量范式以自我報告類型的問卷為主，常常通過參與者回憶自己的日常生活行為模式或情緒狀態(tài)進(jìn)行測量。

這樣的測量方式雖然高效便捷，但可能引發(fā)參與者的抗拒心理，降低被測意愿。

隨著大語言模型（LLM）的發(fā)展，很多研究發(fā)現(xiàn)LLM能夠展現(xiàn)出穩(wěn)定的人格特質(zhì)，模仿人類細(xì)微的情緒與認(rèn)知模式，還能輔助各種各樣的社會科學(xué)仿真實驗，為教育心理學(xué)、社會心理學(xué)、文化心理學(xué)、臨床心理學(xué)、心理咨詢等諸多心理學(xué)研究領(lǐng)域，提供了新的研究思路。

近日，清華大學(xué)的研究團(tuán)隊基于大語言模型的多智能體系統(tǒng)，提出一種創(chuàng)新性的心理測量范式。

與傳統(tǒng)自我報告問卷不同的是，該研究為每位參與者定制化生成一個可交互的敘事類型游戲，用戶可自定義游戲的類型與主題。

隨著游戲劇情的發(fā)展，參與者需要以第一人稱視角，選擇不同的決策行為，決定劇情的走向。通過分析參與者在游戲關(guān)鍵情節(jié)中的選擇，該研究可以測量其對應(yīng)的心理特質(zhì)。

△自我報告問卷的心理學(xué)測量范式（左）與交互敘事類游戲的心理測量范式（右）對比

該研究的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在三個方面：

• 提出一種新的心理學(xué)測量范式，將傳統(tǒng)問卷轉(zhuǎn)化成基于游戲的交互測量；在保證心理測量信度和效度的基礎(chǔ)上，提升參與者的沉浸感，改善被測體驗。
• 為了實現(xiàn)游戲化的測量，該研究提出一種基于大語言模型的多智能體交互框架，名為PsychoGAT （Psychological Game AgenTs），確保了心理學(xué)測試場景的泛化性，與不同游戲設(shè)置下測量的魯棒性。
• 通過自動化仿真評估與真人評估，在MBTI人格測試，PHQ-9抑郁測量，認(rèn)知思維陷阱測試等任務(wù)上，該研究在心理測量學(xué)統(tǒng)計學(xué)指標(biāo)和用戶體驗感指標(biāo)上均展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)越性。

接下來，我們一起來看看該研究的細(xì)節(jié)。

PsychoGAT長啥樣？

△PsychoGAT框架示意圖

智能體交互流程：

給定一個傳統(tǒng)的心理學(xué)測試問卷，參與者自定義游戲類型和主題，然后由游戲設(shè)計師（Game Designer）智能體給出整體的游戲設(shè)計大綱。

然后，游戲管理員（Game Controller）智能體生成一個具體的游戲情節(jié)，在這個過程中評論員（Critic）智能體會對管理員生成內(nèi)容進(jìn)行多輪的審核與優(yōu)化；優(yōu)化完成后的游戲情節(jié)會被展現(xiàn)給參與者，參與者做出相應(yīng)的選擇后，管理員基于此選擇推動劇情發(fā)展，按照這樣的交互過程循環(huán)。

各智能體職能詳述：

• 游戲設(shè)計師（Game Designer）：利用CoT技術(shù)，生成第一人稱敘事游戲的大綱，并保證這個故事線中所包含的情景，能夠使得參與者表現(xiàn)出當(dāng)前測量的心理特質(zhì)。

與此同時，將標(biāo)準(zhǔn)的心理學(xué)自我報告問卷，根據(jù)當(dāng)前游戲故事線進(jìn)行改編，使兩者的融合更為自然流暢。

• 游戲管理員（Game Controller）：將改編后的問卷，按照游戲的故事線，依次進(jìn)行實例化，變成故事的情節(jié)節(jié)點，并提供可能的選項，供參與者進(jìn)行選擇。

與此同時，游戲管理員將參與者的選擇返回給游戲環(huán)境，并基于參與者的選擇，控制游戲的劇情走向。為了實現(xiàn)游戲情節(jié)的連貫性，管理員智能體采用“記憶更新”機(jī)制。

• 評論員（Critic）：旨在對游戲管理員的生成內(nèi)容進(jìn)行審核與優(yōu)化。

主要針對以下三個問題：

1）優(yōu)化一致性：隨著游戲劇情推進(jìn)，長文本問題會變得更加嚴(yán)重，使得“記憶更新”機(jī)制也無法完全保證情節(jié)一致性。

2）確保無偏性：參與者的選擇會影響游戲情節(jié)的發(fā)展，但在參與者不做出選擇之前，管理員不應(yīng)該預(yù)設(shè)情節(jié)走向，即便之前的選擇中參與者體現(xiàn)出了明顯的傾向性。

3）改正漏缺項：對管理員生成的游戲情節(jié)進(jìn)行細(xì)節(jié)審核，檢查其是否具備基礎(chǔ)的游戲沉浸感。

實驗及結(jié)果

△三種常見心理學(xué)測量范式的對比：傳統(tǒng)問卷，心理學(xué)家會談，以及該研究提出的游戲化測評。

此處提到的均為基于AI的自動化測量，特別的，心理學(xué)家會談，指目前與大語言模型結(jié)合的，由大語言模型扮演心理學(xué)家的會談范式。

實驗階段，研究人員選擇了三個常見的心理學(xué)測量任務(wù)：MBTI人格測試中的外傾性，PHQ-9抑郁檢測，以及CBT療法中前期的認(rèn)知扭曲檢測。

首先，研究人員和成熟的傳統(tǒng)心理學(xué)問卷進(jìn)行對比，旨在檢驗該研究的心理測量信度和效度。進(jìn)一步，和其他三種自動化測量方法進(jìn)行對比，檢驗不同測量方法的用戶體驗。

研究人員首先使用GPT-4模擬被測者，在不同的測量方法上記錄測量過程與測量結(jié)果。這些測量記錄被用于計算后續(xù)心理測量學(xué)信效度指標(biāo)，以及用戶體驗感指標(biāo)。

評價指標(biāo)有兩個：信效度指標(biāo)和用戶體驗感指標(biāo)。

• 信效度指標(biāo)：心理測量學(xué)上，評價一個測量工具是否具有科學(xué)性，一般從信度（reliability）和效度（validity）兩個維度進(jìn)行驗證。

在該研究中，信度的指標(biāo)選擇了兩個統(tǒng)計學(xué)量來衡量內(nèi)部一致性：Cronbach’s Alpha和Guttman’s Lambda 6；效度的指標(biāo)采用皮爾森系數(shù)，分別衡量聚合效度（convergent validity）和區(qū)分效度 （discriminant validity）。

• 用戶體驗感指標(biāo)，人工評估的指標(biāo)包括：

1）一致性（Coherence, CH）：內(nèi)容邏輯是否連貫；
2）交互性（Interactivity, IA）：是否對用戶的選擇有恰當(dāng)且無偏的回應(yīng)；
3）趣味性（Interest, INT）：測量過程是否有趣；
4）沉浸感（Immersion, IM）：測量過程是否讓參與者沉浸代入；
5）滿意度（Satisfaction, ST）：整體測量過程的滿意度。

下面是實驗結(jié)果。

首先研究人員檢驗了該研究提出的PsychoGAT能夠作為一個合格的心理學(xué)測量工具，結(jié)果如下表所示。

△PsychoGAT的信效度檢驗結(jié)果（+通過，++良好，+++優(yōu)秀）

進(jìn)一步，研究人員對比了不同心理測量范式的用戶體驗感，該研究提出的游戲化測評在交互性、趣味性和沉浸感上都顯著優(yōu)于其他方法：

△PsychoGAT的用戶體驗感結(jié)果，以及其他對比方法的相應(yīng)結(jié)果

為了確保人工評估的有效性，研究人員計算了人工評估結(jié)果，在PsychoGAT各指標(biāo)優(yōu)于其他方法上的評估一致性：

△PsychoGAT的用戶體驗感指標(biāo)由于對比方法在人工評估上的一致性

為了對PsychoGAT做進(jìn)一步分析，研究人員首先檢驗了不同游戲場景下，游戲化測量的信效度具有很好魯棒性：

△PsychoGAT在不同游戲場景下測量信效度的魯棒性

接著，探究了每一個智能體在PsychoGAT中發(fā)揮的作用：

△PsychoGAT不同智能體的作用

最后，為了直觀呈現(xiàn)PsychoGAT的游戲生成內(nèi)容，研究人員用詞云可視化了人格外傾性測試和抑郁測試：

△PsychoGAT在外傾性測量和抑郁測量的游戲場景生成可視化。

外傾性測試的內(nèi)容主要集中在社交場景，而抑郁測試傾向于個人思維和情緒。

更多研究細(xì)節(jié)，可參考原論文。

論文鏈接：https://arxiv.org/abs/2402.12326