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这篇综述聚焦生物识别工具在感官和消费者研究中的应用。探讨了面部活动、脑电图（EEG）、自主神经系统测量、眼动追踪等工具的应用现状、挑战。指出其可提供额外信息，但结果解释复杂，未来发展有望提升其价值。
引言
在食品行业中，感官和消费者研究意义重大，它致力于探究消费者对产品的各种反应，像感官感知、情感反应、享乐评价以及产品概念化等方面。企业期望通过了解消费者体验，来预测消费者的食品选择行为，进而开发出畅销产品，然而这一目标实现起来颇具难度。
近年来，消费者研究人员热衷于采用隐式测量方法，以此获取随时间动态变化的数据。这类隐式测量无需消费者有意识地思考，因为决策过程涉及意识和潜意识，仅依靠传统的自我报告方法，可能无法全面捕捉消费者的真实体验。
生物识别工具通过测量人体信号的变化，为了解消费者体验提供了独特视角，常见的有眼动追踪、脑电图（EEG）、用于测量自主神经系统（ANS）反应的工具，以及捕捉面部活动变化的方法，例如自动面部表情分析（AFEA）和面部肌电图（EMG）等。本文旨在帮助相关研究人员在感官和消费者研究中，更好地抉择是否使用生物识别工具，具体包括推荐相关重要文献、综合评估近期实证研究成果，以及探讨使用该工具面临的挑战和未来发展方向。
文献导航
目前，已有众多关于采用生物识别工具理解消费者的综述和观点文章。文中的表格详细列举了部分 2020 - 2024 年的相关论文，为读者在这一不断拓展的研究领域中指引方向。不过，研究人员在选择研究方法时，不应盲目跟风。本文重点关注当前研究结果在直接产品评估研究中的可解释性及实用性，旨在从实际应用角度，助力研究人员深入理解采用这些测量工具时需要考虑的因素，而非聚焦于工具使用的具体技术细节。
在直接产品评估研究中，生物识别工具的有效性至关重要。此类研究通常涉及对细微差异的食品样本进行消费测试，多在盲测条件下开展，研究结果用于指导产品开发。因此，有效的测量工具需具备足够的敏感性，能捕捉因刺激细微变化引发的消费者反应；要便于在进食或饮水过程中使用；还应确保测量数据的可靠性。
生物识别工具
面部活动
在产品评估过程中，面部反应测量成为捕捉情感相关反应的常用工具，其理论依据是面部活动与情感存在关联。面部肌电图通过测量肌肉收缩时的动作电位，能够捕捉到肉眼难以察觉的面部活动；自动面部表情分析则借助摄像头，自动测量可见的面部行为。面部肌电图将特定肌肉活动与情感反应建立联系，不过往往是单独分析肌肉，而非综合考量；自动面部表情分析则基于不同基本情感具有独特面部活动模式这一理念，但近年来这一观点受到诸多质疑。尽管如此，部分自动面部表情分析系统已拓展分类维度，纳入情感维度。
然而，这两种方法均存在实际应用问题。面部肌电图需要在面部粘贴传感器，可能让消费者感觉不自然；自动面部表情分析对光照条件和拍摄角度要求苛刻，面部毛发或眼镜等因素会干扰数据采集。
尽管现有证据表明，人们面对美味食物刺激时面部表情变化有限，且负面表情往往更能反映对样品的不喜欢，但自动面部表情分析仍在众多感官和消费者研究中得到应用。例如，相关研究从面部行为角度，为特定消费群体的情感反应提供了新见解，助力开发适合老年人和儿童的食品，还探讨了不同文化背景消费者的差异，以及消费环境对消费者体验的影响，证实面部表情受情境影响，并能为自我报告的食物诱发情感增添价值。
面部行为测量在应用和分析方面取得了不少进展，可用于预测消费者对啤酒、酸奶、咖啡等产品的喜好程度。但当前研究结果也凸显出解读面部行为的复杂性，其结果可能因产品而异，表情变化范围有限，解释数据变异的能力不如显式测量，还受产品熟悉度等因素干扰。此外，不同实验室使用的面部表情分析软件不同，对研究结果的影响尚不明确，而且训练分类器使用的数据集通常未考虑自然的食物相关反应。目前研究正尝试摆脱对基本面部表情的过度依赖，深入探究与食品和饮料享乐相关的面部行为。面部肌电图在固体食物消费研究中也有应用，发现皱眉肌活动与消费者体验关联密切，且利用面部肌肉活动识别基本味觉的研究取得了一定成果，但受样本量和个体差异影响较大。总体而言，显式测量在区分样品方面仍更具优势，但这并不意味着应摒弃面部行为测量，后续研究可进一步挖掘其在特定场景下的应用价值。
脑电图
脑电图并非唯一可用于消费者研究的神经成像技术，但因其具有实用性强、成本低的优势，成为本文关注的重点。不过，像功能磁共振成像（fMRI）等其他技术，在探究人类感知相关的大脑机制方面也能提供重要信息。
脑电图研究为大脑活动提供了独特视角，例如揭示了专业知识在评估啤酒时对隐式和显式测量之间关系的影响，以及不同基本味觉刺激下的频率和时间动态变化。研究发现，脑电图无法区分所有基本味觉的强度类别，对高强度味觉刺激的敏感性更高，且大脑活动可能与特定化合物而非基本味觉直接相关。这些研究成果为食品行业提供了有价值的信息，但要深入理解复杂食物的味觉和其他感官特性，仍需开展更多研究。
有研究利用训练有素的专家小组，测试了生物识别测量在洞察专家情感反应方面的可行性，结果表明该方法在实际操作中具有一定可行性。还有消费者研究显示，包含脑电图（额叶不对称性）的模型在区分醋和普通饮料方面表现良好，但啜饮大小和心电图等其他测量指标的判别能力更强。专家小组研究还发现，脑电图功率与嗅觉强度相关，心血管测量和皮肤电活动数据可辅助理解专家的体验。综合来看，脑电图数据在与其他生物识别和显式测量结合使用时，能为理解消费者体验提供更多信息，但对于消费者和感官专业人员而言，如何将研究结果应用于产品开发仍是一大挑战。
自主神经系统测量
在直接产品评估研究中，为评估潜意识反应，常采用与皮肤电活动（如皮肤电导率反应）和心血管系统（如心率）相关的测量指标。目前，同步测量面部行为、心血管指标和皮肤温度的应用程序不断涌现，这些应用采用非接触式方法，并结合算法和机器学习模型，减少了对消费者的干扰，有助于消费者在测试中自然表现，同时也便于研究人员探究各项测量指标之间的关系，以及它们与显式测量的联系。
例如，在评估牛肉饼时，发现不同年龄消费者的心率和面部表情存在关联，且样本引发的这些指标变化在年龄组间存在差异；在啤酒评估中，体温与泡沫高度喜好呈负相关，与厌恶面部表情呈正相关；在普通饮料评估中，心率与唤醒评级相关；在酸奶评估中，心率和头部方向（偏航）与产品硬度和总体喜好相关。然而，这些研究也暴露出结果解释的困难，不同研究中心率和体温的研究结果存在不一致性。
这种不一致性部分源于直接食品评估研究与非食品研究结果的对比差异，更根本的原因是自主神经系统活动模式难以与特定情感类别建立明确联系。此外，食品相关反应的研究相对不足，产品差异进一步增加了解读的复杂性。例如，心率在区分醋溶液和普通饮料的预测模型中有一定作用，巧克力布丁中蔗糖浓度对心率的影响呈现出复杂的变化规律，而皮肤电反应在某些研究中对蔗糖浓度的判断并无帮助。总体而言，自主神经系统测量在直接产品评估研究中能提供额外信息，但由于研究结果不一致，在实际应用中，相较于显式测量，其优势尚不明显，尤其在盲测条件下测试同类产品不同样本差异时更是如此。
眼动追踪
在众多消费者研究中，眼动追踪技术被广泛用于捕捉视觉注意力测量数据，并且该技术不断发展，在自然场景中的应用愈发便捷。目前，眼动追踪主要应用于间接产品评估研究，或涉及产品外在元素的研究，如超市中的产品、食品图片、广告、标签信息以及包装变化等。同时，眼动追踪可与其他遥感生物识别测量方法结合使用。当研究食品或饮料的视觉特征差异，以及展示环境变化对食品感官特性的后续影响时，眼动追踪与其他隐式和显式测量方法配合使用，能发挥重要作用。此外，眼动追踪还用于深入了解消费者在感官和消费者研究中对显式测量（如 “勾选所有适用项”（RATA））的交互行为，有助于提升对现有感官测量方法的认知，为理解消费者体验提供补充信息。
挑战和未来展望
近期研究结果表明，生物识别测量为传统显式测量方法提供了额外信息。然而，要充分发挥其价值，还需深入了解食品评估过程中人体的变化机制。生物识别工具虽有助于从生理和心理角度理解消费者对食品的反应，但个体差异和文化差异不容忽视，因为这些因素可能显著影响生物识别反应。研究人员应将研究结果与现有文献紧密结合，从消费者感官角度深入解读研究结果，明确其意义和应用方式，从而推动该领域充分认识这些测量方法的价值。单纯依靠新的统计方法或技术，无法充分展现这些工具的附加价值，只有明晰其实际应用意义，才能在感官和消费者科学研究中真正发挥生物识别工具的作用。在直接产品感官评估研究中，研究人员在关注生物识别工具的同时，也不应忽视改进自我报告的显式测量方法。
随着技术的不断进步，生物识别测量在关注产品内在特征的直接产品评估研究中变得越来越实用。感官和消费者研究人员在设计研究时，若能更多考虑实际情境、重复暴露和实际食用量等因素，生物识别测量将发挥更大价值。此外，非侵入式且能同时测量多种生物识别信号的应用程序不断发展，有助于深入了解这些信号在食品评估中的相互关系。目前，大多数研究主要将生物识别数据与消费者的喜好、购买意愿或支付意愿等行为指标相关联。在未来，若能在真实消费场景中测试生物识别测量与消费者行为的关联，它有望成为消费者感官研究人员的重要工具。
结论
将生物识别测量与显式测量相结合的研究，为科研人员深入理解个体生物识别测量的内涵，以及在食品相关研究中的预期结果提供了帮助。这些研究表明，生物识别测量确实能为显式测量补充额外信息。然而，为全面认识这些额外信息的本质和价值，还需要在心理学、生理学、神经科学等学科开展更多与食品相关的研究，尤其是涉及食品消费的研究。也可由具备相关技能的消费者感官团队参与研究，将研究成果切实应用于产品开发，助力实现产品的更大成功。
