Oamenii de știință au inventat tatuajul electronic, care poate monitoriza nivelul de efort mental în profesiile cu mize mari

O echipă de cercetători a dezvoltat un dispozitiv inovator,  numit „tatuajul electronic” aplicat pe frunte, care poate urmări în timp real nivelul de efort mental al persoanelor implicate în activități cu grad ridicat de responsabilitate, precum piloții sau personalul medical. Această tehnologie ar putea preveni erorile grave și proteja sănătatea celor care lucrează în astfel de domenii.

Indiferent dacă facem calcule complicate sau ne gândim ce mesaj să trimitem unei persoane dragi, unele sarcini ne solicită intens mental, lucru vizibil adesea prin expresia încruntată a frunții. Oamenii de știință au creat acum un dispozitiv care poate măsura acest efort: un tatuaj electronic flexibil, aplicat direct pe frunte.

„Pentru scenarii cu cerințe și responsabilități mari, sperăm să avem în viitor un decodor al efortului mental în timp real, care să ofere avertismente și alerte, astfel încât persoanele să se poată autoregla sau să ceară ajutorul inteligenței artificiale ori unui coleg pentru a-și descărca o parte din sarcini,” explică, pentru The Guardian, Dr. Nanshu Lu, unul dintre autorii studiului realizat la Universitatea Texas din Austin.

Forumul Economic Mondial dă vedictul: perspectivele economice globale se vor înrăutăți considerabil în acest an

09:00

NASA în pragul unei crize bugetare: concedieri și misiuni științifice anulate

08:45

Ea adaugă că dispozitivul nu doar că ajută la evitarea greșelilor serioase, dar contribuie și la protejarea sănătății utilizatorilor.

Limitările metodelor tradiționale de evaluare a efortului mental

În articolul publicat în jurnalul Device, Dr. Lu și colegii săi subliniază că metodele clasice, precum chestionarele folosite pentru a evalua efortul mental, sunt problematice. Oamenii nu pot judeca obiectiv nivelul de solicitare cognitivă, iar aceste chestionare sunt aplicate de obicei după încheierea sarcinii.

Dispozitivele existente pentru măsurarea efortului mental, cum ar fi electroencefalografia (EEG) și electrooculografia (EOG), care detectează undele cerebrale și mișcările ochilor, sunt însă voluminoase, cu fire și sensibile la mișcări, ceea ce le face greu de utilizat în condiții reale de muncă.

Cum funcționează „tatuajul electronic”

Tatuajul electronic este un dispozitiv ușor, flexibil și wireless. Acesta este compus dintr-un traseu negru, ondulat, realizat dintr-un material conductiv pe bază de grafit, fixat pe frunte cu un film adeziv conductiv.

Patru electrozi pătrați EEG, poziționați pe frunte, detectează activitatea cerebrală în regiuni diferite, în timp ce un electrod de referință este plasat în spatele urechii. Electrozii EOG, dispuși vertical și orizontal în jurul ochilor, colectează date despre mișcările acestora. Fiecare electrod elastic este acoperit cu un strat suplimentar conductiv.

Dispozitivul, conceput pentru a fi personalizat și de unică folosință, este conectat prin bandă conductivă la un circuit imprimat flexibil reutilizabil, iar o baterie ușoară poate fi atașată pentru alimentare.

Testarea dispozitivului și rezultate promițătoare

După ce au demonstrat că tatuajul electronic funcționează la fel de bine ca dispozitivele EEG și EOG tradiționale, cercetătorii au testat tehnologia pe șase participanți.

Fiecărui participant i s-a prezentat un ecran pe care apăreau 20 de litere, una câte una, în locații variate. Sarcina era să apese pe mouse dacă litera sau poziția acesteia corespundea cu cea afișată cu un anumit număr (N) de litere în urmă. Fiecare participant a repetat testul de mai multe ori, cu valori N între 0 și 3, reprezentând patru niveluri de dificultate.

Rezultatele au arătat că, pe măsură ce sarcina devenea mai dificilă, activitatea undelor cerebrale detectate se modifica corespunzător, indicând un efort mental crescut.

Datele EEG și EOG, împreună cu valorile N, au fost introduse într-un algoritm de învățare automată. După o perioadă de antrenament, algoritmul a reușit să prezică cu o acuratețe mai mare decât întâmplarea nivelul de efort mental al participanților doar pe baza datelor colectate.

Costuri și dezvoltări viitoare

Dr. Lu a estimat că întregul dispozitiv – inclusiv cipul și bateria – va costa mai puțin de 200 de dolari. Echipa lucrează acum la dezvoltarea unei soluții prin care semnalele să fie decodate direct de microprocesorul dispozitivului și transmise către o aplicație care să alerteze utilizatorul dacă nivelul de efort mental devine prea ridicat.

Nu toate sarcinile simple sunt soluția

„Studii anterioare au arătat că performanța mentală optimă apare când nivelul de efort mental nu este nici prea scăzut, nici prea ridicat,” explică Lu. „Dacă efortul este prea mic, devine plictisitor, iar oamenii își pierd concentrarea.”