Исследователи разрабатывают временную электронную татуировку, которая декодирует мозговые волны для измерения психического стресса и предотвращения выгорания».
Устройство питается от небольшой батареи и оснащено ультратонкими беспроводными датчиками, которые соответствуют контурам лица и адаптируются к типу кожи каждого человека. Технология может повысить безопасность в когнитивно сложных средах, таких как управление воздушным движением или хирургия.
Умственная нагрузка обычно определяется как степень, в которой рабочая память и когнитивные функции человека задействованы при выполнении задачи. Она тесно связана с такими факторами, как внимание или бдительность, которые могут влиять на производительность.
Многочисленные исследования показали, что умеренная умственная нагрузка наиболее благоприятна для поддержания внимания и, таким образом, повышения эффективности. И наоборот, слишком малая нагрузка может привести к быстрому снижению вовлеченности, а слишком большая — к потере контроля. Обе ситуации повышают риск ошибок.
Таким образом, существует оптимальное когнитивное окно, в течение которого способности человека могут достичь своего пика. Поддержание этого баланса особенно важно в профессиях, требующих бдительности и точности, поскольку снижение когнитивных способностей может угрожать безопасности людей или даже привести к значительным материальным потерям. Например, водители, пилоты, авиадиспетчеры, операторы роботов, хирурги и т д
Когда умственную усталость можно измерить
Хотя связь между умственной нагрузкой и производительностью хорошо изучена, ее измерение остается сложной задачей. Это «когнитивное окно» трудно определить, поскольку оно варьируется от человека к человеку.
«Существует оптимальный уровень умственной нагрузки для максимальной производительности, и этот уровень варьируется от человека к человеку», — заявил в своем заявлении Наньшу Лу, научный сотрудник кафедры аэрокосмической и машиностроительной инженерии Техасского университета.
На умственную нагрузку влияет множество факторов: характер и сложность задачи, условия, в которых она выполняется, индивидуальные навыки и уровень усталости. Наиболее широко используемый инструмент оценки — индекс нагрузки на задачу NASA, который основан на субъективном самоанализе после выполнения задачи.
чтобы преодолеть эти ограничения, Лу и ее команда придумали более точный и объективный метод измерения. Их электронная татуировка («e-tattoo») использует компактное и недорогое устройство для анализа электрической активности мозга (электроэнцефалограмма, ЭЭГ) и движений глаз (электроокулограмма, ЭОГ.
«Мы давно следим за физическим здоровьем наших сотрудников, включая травмы и нарушения опорно-двигательного аппарата», — говорит Луиза Сентис, соавтор исследования. «Теперь мы можем следить за психическим стрессом, который в прошлом в значительной степени игнорировался.
Обратите внимание: Нанороботы, вдохновленные человеком … будет создана сперма, которая исцелит наши тела.
Это может изменить способ, которым мы предотвращаем профессиональные риски». 
Незаметный и эффективный датчик
В отличие от традиционных гарнитур ЭЭГ, которые обычно громоздки и запутаны проводами, e-tattoo беспроводная и требует для питания только небольшой батареи. Ее ультратонкий, гибкий, волнистый датчик можно растянуть, чтобы он соответствовал изгибам лица, обеспечивая удобную и точную посадку.
Измерение черт лица для оптимального расположения датчика значительно улучшает качество сигнала. Стандартные устройства с трудом адаптируются к анатомическим особенностям черепа, в то время как электронная татуировка обеспечивает надежный контакт и эффективную работу.
Исследователи проверили эффективность татуировки на шести здоровых участниках, заставив их выполнить задание на память возрастающей сложности. По мере увеличения умственной нагрузки исследователи наблюдали увеличение тета- и дельта-волн, что указывает на повышенную когнитивную вовлеченность. В то же время наблюдалось снижение альфа- и бета-волн, что может указывать на умственную усталость. Хотя связь между типом волны и когнитивным состоянием может различаться в разных исследованиях, эти результаты свидетельствуют о том, что устройство способно обнаруживать значительные изменения в активности мозга.
Помимо обнаружения усталости, электронные татуировки также могут помочь предотвратить умственную усталость. Исследователи обучили алгоритм искусственного интеллекта предсказывать уровни умственного стресса на основе собранных сигналов модель способна различать разные уровни когнитивной нагрузки и предупреждать людей, когда они могут испытывать выгорание.
Инструмент мониторинга, доступный каждому?
Еще одним преимуществом устройства является его низкая стоимость. «Оно доступно. Я хотел сделать продукт, который люди могут использовать дома», — говорит Луис Сентис. Электроника, включая чип и батарею, стоит около 200 долларов, а каждый одноразовый датчик стоит около 20 долларов. Для сравнения, стандартное устройство ЭЭГ может стоить более 15 000 долларов.
Однако у этой татуировки есть ограничение: в настоящее время она работает только на гладкой коже. Исследователи планируют решить эту проблему, разработав датчики проводящих чернил, которые крепятся к коже головы, обеспечивая более полное покрытие сигналов мозга.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.