Sukūrė elektroninę veido „tatuiruotę“. Vertina protinę įtampą darbe

Praėjusiais metais kelios didelio atgarsio sulaukusios nelaimės atskleidė riziką, susijusią su pervargusiais darbuotojais, kuriems tenka viršyti savo galimybių ribas. Viena iš reikšmingų tragedijų įvyko sausį, kai ore susidūrus sraigtasparniui ir keleiviniam lėktuvui žuvo 55 žmonės. Tai įvyko tuo metu, kai Reagano nacionalinio oro uosto bokšto darbuotojų skaičius buvo „neįprastas“ ir vieni skrydžių vadovai atliko darbą, paprastai priskiriamą keliems skrydžių vadovams.

Šie incidentai atskleidė keletą aktualių problemų, įskaitant poreikį sukurti geresnes sistemas protiniam krūviui vertinti dirbant didelės įtampos reikalaujantį darbą, kuriame reikia didelio susikaupimo, teigia naująją e-tatuiruotę sukūrę mokslininkai. Savo naująją sistemą jie aprašė gegužės 29 d. žurnale „Device“ paskelbtame straipsnyje.

Elektroninė tatuiruotė veikia per kaktą fiksuodama smegenų bangas ir naudodama šiuos duomenis įvertina jo protines pastangas. Kūrėjai teigia, kad jų sistema siūlo greitesnį ir objektyvesnį metodą nei dabar esami metodai.

Dabartinis protinio darbo krūvio vertinimo metodas yra savęs vertinimas – kitaip tariant, žmonės patys stebi savo nuovargį ir praneša, kada yra išsekę, pasakoja tyrimo bendraautoris, Teksaso universiteto inžinerijos profesorė Nanshu Lu. Tačiau, deja, „žmonės nelabai gerai moka įvertinti savo protinę veiklą“, sako ji.

Dėl šios priežasties mokslininkai siekė objektyvių, fiziologinių protinio nuovargio žymenų, fiksuodami smegenų veiklą. Mažiausiai invazinis smegenų veiklos stebėjimo būdas – elektroencefalografija (EEG), t. y. metodas, kai kruopščiai išdėliotais elektrodais matuojami galvos odoje pulsuojantys elektriniai signalai.

Įprastiniai EEG prietaisai atrodo kaip dušo kepuraitės, tačiau, norint užtikrinti stabilų ryšį, ant galvos odos paprastai turi būti užtepta laidžios medžiagos – pavyzdžiui, specialaus gelio. Be to, nuo kepuraitės elektrodų iki aparato, kuris renka elektrinius duomenis, eina daugybė laidų, todėl dalyviai atrodo tarsi dėvėtų dubenį elektroninių spagečių.

Naujoji N. Lu sistema, sukurta bendradarbiaujant su bendraautoriumi ir kitu to paties universiteto inžinerijos profesoriumi Luisu Sentisu, naudoja vienkartinį polimero pagrindu pagamintą lipduką – e-tatuiruotę, pritaikytą prie dėvinčiojo veido formos. Jis sujungtas su lengvu akumuliatoriumi ir elektrodų sistema, kuri įrašinėja smegenų bangas nuo naudotojo kaktos.

Smegenų bangos būna įvairių dažnių – nuo lėtesnių (delta ir teta) iki greitesnių (alfa, beta ir gama). Ankstesniuose tyrimuose protinio darbo krūvis buvo susietas su skirtingais šių skirtingų smegenų bangų modeliais.

N. Lu ir L. Sentisas atliko nedidelį bandomąjį tyrimą, kad išbandytų savo prietaisą. Šeši dalyviai, atlikdami atminties testą, kurio sudėtingumas kiekviename etape didėjo, dėvėjo kepuraitę. Didėjant sudėtingumui, dalyvių delta ir teta bangų stiprumas didėjo, o alfa, beta ir gama bangų stiprumas mažėjo – tai rodo padidėjusį protinį krūvį.

Tada šie duomenys buvo įtraukti į mašininio mokymosi modelį, kuris įvertino kiekvieno dalyvio protinį krūvį, patiriamą esant skirtingiems užduoties sunkumams. Modelio gauti įverčiai glaudžiai koreliavo su pačių dalyvių nurodytu darbo krūviu, išmatuotu NASA užduočių krūvio indeksu – klausimynu pagrįsta priemone.

E-tatuiruotės koreliacija su NASA indeksu buvo „panaši į jutiklių kepurės naudojimą“, – sako L. Sentisas. Vartotojų prakaitas iš tikrųjų padėjo sistemai, nes ilgainiui sumažino elektrinę varžą ir pagerino įrašymo tikslumą. „Kuo ilgiau ją dėvite, tuo ji tampa geresnė“, – sako tyrime nedalyvavęs Kalifornijos universiteto bioinžinerijos profesorius Gertas Cauwenberghsas.

Tačiau naujasis metodas turi ir trūkumų. Šiuo metu sistema gali įrašinėti tik nuo beplaukės odos – pavyzdžiui, kaktos – sako N. Lu. Tuo tarpu įprastinės EEG kepuraitės įrašinėja iš daugelio elektrodų visoje galvos odoje. Komanda tikisi tai įveikti taikydama metodą, pagal kurį rašalo pagrindu sukurtos grandinės spausdinamos tiesiai ant galvos odos.

Dabartinė sistema įrašinėja realiuoju laiku, kaip ir standartinė EEG, tačiau šių elektrinių duomenų analizė apdorojama atskirai kompiuteryje. N. Lu sako, kad darbuotojams, dirbantiems didelės įtampos reikalaujantį darbą, tikriausiai būtų naudingas tiesioginis vertinimas ir grįžtamasis ryšys. Kitas komandos tikslas – į e-tatuiruotės „Bluetooth“ mikroschemą integruoti neuroninį tinklą – kito tipo dirbtinio intelekto modelį. Tai leistų duomenis įrašyti ir analizuoti pačioje tatuiruotėje.

„Nesvarbu, ar tai būtų pilotai, ar vairuotojai, ar robotų sistemų prižiūrėtojai – tikriausiai matysime didesnį žmonių, atliekančių kritines užduotis, protinio darbo krūvį, – sako L. Sentisas. – Matau, kad šie jutikliai labai greitai bus naudojami realiuoju laiku“.

G. Cauwenberghsas sutinka, kad ši technologija gali būti parengta komerciniam naudojimui – tačiau jis abejoja, ar darbdaviai ir darbuotojai bus pasirengę priimti tokią savotiškai įkyrią technologiją, vardan saugumo, rašo „Live Science“.