Глаза начинают тяжелеть. Веки опускаются, поднимаются, снова опускаются. Секунда, может быть, две. Затем толчок, руль царапает дорогу, сердце колотится. Это случилось снова. Усталость не предупреждает, она просто приходит. И когда вы ведёте грузовик, оперируете пациента или пилотируете самолёт, эта лишняя секунда может стоить вам жизни или жизни окружающих.
КомандаВашингтонский университет и Университет Дунгук В Корее разработали очки, которые делают то, чего больше не может ваш перегруженный мозг: замечают, когда вы слишком устали. Заранее, а не после. Микроскопические датчики из углеродных нанотрубок, установленные на оправе, считывают движение вашего века, словно электрокардиограмма, считывающая пульс. А алгоритм машинного обучения преобразует эти движения в диагноз: вы либо бодрствуете, либо нет.
Датчики, которые не касаются кожи
Система называется «интеллектуальный айтрекер» e Согласно исследованию, опубликованному на Расширенные исследования датчиков, работает с тремя цилиндрическими датчиками из углеродных нанотрубок (CCPC), встроенными в оправу очков. Каждый датчик имеет длину всего 12 миллиметров и диаметр 3,5 миллиметра. Он не требует контакта с кожей и не использует камеры, направленные на ваше лицо. Датчики регистрируют микроскопические изменения электрического поля вокруг глаз при каждом движении век.
Результат обрабатывается алгоритмом, который преобразует эти сигналы в цифровые биомаркеры: объективные индикаторы усталости. Очки весят 56 граммов, потребляют менее 10 милливатт энергии и могут носиться весь день без дискомфорта. Тяньи Ли e Со-Хён ПакВедущие авторы исследования протестировали устройство на 27 добровольцах, подвергая их 15 минутам интенсивных вычислений в уме в сочетании с всплесками случайного шума. Этот протокол был разработан для того, чтобы вызвать когнитивное истощение.
Во время теста очки контролировали два ключевых параметра: частота моргания ресниц и ПЕРКЛОС (процент закрытия век), или процент времени, в течение которого глаза остаются закрытыми. Результаты оказались неожиданными: устройство отличал людей с хронической усталостью от здоровых людей с точностью 74%, чувствительностью 75% и специфичностью 73%.
Усталость, когда веки говорят правду.
Ключ к этой системе — алгоритмы машинного обучения, обученные на основе этих цифровых маркеров глаз. Исследователи обнаружили нечто интересное: у людей с хронической усталостью наблюдаются физиологические реакции. приглушенныйИх паттерны моргания и закрывания глаз меняются менее резко в условиях стресса. Здоровые люди, напротив, демонстрируют динамичные реакции: их глаза адаптируются к шуму и когнитивной нагрузке, словно крошечные сейсмографы внимания.
В ходе долгосрочного тестирования частота моргания показала 73%-ную корреляцию с самооценкой сонливости, что хорошо согласуется со стандартными шкалами оценки усталости. Профессор Ходжун Ким из Колледж корейской медицины при Университете Донгук он объясняет:
«Появление высокочувствительных, неинвазивных инструментов, таких как этот носимый айтрекер, может внедрить более объективную и количественную оценку усталости в повседневную клиническую практику».
Очки против усталости: от клиник до автомагистралей
Применение выходит далеко за рамки медицины. Представьте себе пилотов, хирургов и операторов тяжёлой техники, которые по правилам обязаны носить очки, которые бесшумно контролируют их бдительность и предупреждают, прежде чем усталость нарушит их способность рассуждать. Профессор Джэхён Чон машиностроительного отделенияВашингтонский университет говорит:
«Этот айтрекер предназначен для объективного мониторинга усталости, но также подходит для универсальных приложений, включая человеко-машинные интерфейсы, когнитивный мониторинг и потенциальное использование для диагностики неврологических расстройств».
Последние достижения в области материаловедения в сочетании с машинным обучением и миниатюризацией делают это возможным. Как сообщили Новости передовой науки,
«Более компактные и менее навязчивые сенсорные технологии изменят то, как тренируются спортсмены, отдыхают водители и составляют графики смен врачей, интегрируя объективную обратную связь по усталости в повседневные процессы принятия решений».
Команда уже работает над улучшением эргономики и программного обеспечения, лучшей адаптацией очков к различным формам лица и предоставлением мобильных оповещений в режиме реального времени. Они также планируют расширить клинические испытания, включив в них пациентов с сильной усталостью и сопутствующими заболеваниями, такими как Синдром хронической усталости (МЭ/СХУ).
Важнейший аспект — безопасность: уровень электрического поля, излучаемого датчиками, значительно ниже международных норм. Очки безопасны при длительном использовании, потребляют очень мало энергии и могут заряжаться, как и любое другое носимое устройство. Аккумулятор обеспечивает достаточное время автономной работы для полного рабочего дня.
Усталость больше не является субъективным
Десятилетиями для измерения усталости приходилось полагаться на инвазивные методы, такие как электроэнцефалография (ЭЭГ) или анализы кортизола в слюне. Эти методы были дорогими, неудобными и непрактичными вне лаборатории. Новые очки меняют правила. Больше не нужны электроды, приклеиваемые к коже, не нужно калибровать камеры, не нужно отвечать на бесконечные вопросы. Немного похоже на умные леггинсы, которые отслеживают мышечную усталость у спортсменов., эти очки также преобразуют субъективный параметр в объективные данные.
Когда это станет обязательным? Лучше правила сегодня, чем аварии завтра.
