الوشم الإلكتروني للجبهة اللاسلكي غير الدائم يقيس العبء العقلي

الوشم الإلكتروني للجبهة اللاسلكي غير الدائم يقيس العبء العقلي

أعطى الباحثون للمشاركين وشمًا يمكنه تتبع الوقت الذي تعمل فيه أدمغتهم بجهد كبير. نُشرت في 29 مايو في مجلة Cell Press Journalجهازتقدم الدراسة وشمًا إلكترونيًا لاسلكيًا غير دائم للجبهة يقوم بفك تشفير موجات الدماغ لقياس الضغط العقلي بدون غطاء رأس ضخم. يمكن أن تساعد هذه التقنية في تتبع عبء العمل العقلي للعاملين مثل مراقبي الحركة الجوية وسائقي الشاحنات، الذين يمكن أن يكون لتركيزهم عواقب وخيمة.

التكنولوجيا تتطور بشكل أسرع من تطور الإنسان. لا تستطيع قدرة أدمغتنا مواكبة ذلك ويمكن أن تصبح مثقلة بسهولة. هناك عبء عمل عقلي مثالي لتحقيق الأداء الأمثل ويختلف من شخص لآخر. "

نانشو لو، مؤلف الدراسة، جامعة تكساس في أوستن

يؤدي الأشخاص أداءً أفضل في المنطقة المعتدلة المعرفية، فلا يشعرون بالإرهاق ولا بالملل. العثور على هذا التوازن هو مفتاح الأداء الأمثل. يعتمد التقييم الحالي لعبء العمل العقلي على مؤشر عبء العمل التابع لوكالة ناسا، وهو استطلاع مطول وموضوعي يتم إجراؤه بعد إكمال المهمة.

يقدم الوشم الإلكتروني بديلاً موضوعيًا من خلال تحليل النشاط الكهربائي من حركة الدماغ والعين، في عمليات تعرف باسم تخطيط كهربية الدماغ (EEG) وتخطيط كهربية العين (EOG). وعلى عكس أغطية تخطيط أمواج الدماغ (EEG) الضخمة ذات الأسلاك المتدلية والمشحمة بهلام اسفنجي، يتكون الوشم الإلكتروني اللاسلكي من بطارية خفيفة الوزن وأجهزة استشعار بسماكة الورقة تشبه الغراء. تتميز هذه المستشعرات بحلقات وملفات متموجة، وهو تصميم يسمح لها بالتمدد والتوافق بسلاسة مع الجلد لتوفير الراحة وإشارات واضحة.

يقول لو: "الأمر المثير للدهشة هو أنه على الرغم من أن هذه القبعات تحتوي على المزيد من أجهزة الاستشعار لمناطق مختلفة من الدماغ، إلا أنها لا تحصل على إشارة مثالية أبدًا لأن شكل رأس كل شخص مختلف". "نحن نقيس ملامح وجه المشاركين لإنشاء وشم إلكتروني مخصص للتأكد من أن أجهزة الاستشعار موجودة دائمًا في المكان المناسب وتستقبل الإشارات."

اختبر الباحثون الوشم الإلكتروني على ستة مشاركين أكملوا تحدي الذاكرة الذي زاد من الصعوبة. مع زيادة الحمل العقلي، أظهر المشاركون نشاطًا أعلى في موجات الدماغ ثيتا ودلتا، مما يشير إلى الحاجة المعرفية، في حين انخفض نشاط ألفا وبيتا، مما يشير إلى التعب العقلي. تشير النتائج إلى أن الجهاز يمكنه اكتشاف الوقت الذي يعاني فيه الدماغ.

الجهاز لم يتوقف عند الكشف. ويمكنه أيضًا التنبؤ بالإجهاد العقلي. وقام الباحثون بتدريب نموذج حاسوبي لتقدير عبء العمل العقلي استنادا إلى إشارات من الوشم الإلكتروني والتمييز بنجاح بين مستويات مختلفة من عبء العمل العقلي. وأظهرت النتائج أن الجهاز قد يكون قادرا على التنبؤ بالتعب العقلي.

التكلفة هي ميزة أخرى. يمكن أن تتجاوز تكلفة أجهزة تخطيط أمواج الدماغ التقليدية 15 ألف دولار، في حين تبلغ تكلفة شرائح الوشم الإلكتروني وحزمة البطاريات 200 ألف دولار، وتبلغ تكلفة أجهزة الاستشعار التي تستخدم لمرة واحدة حوالي 20 دولارًا لكل منها. يقول المؤلف لويس سينتيس من جامعة تكساس في أوستن: "التكلفة المنخفضة تجعل الجهاز في المتناول". "إحدى أمنياتي هي تحويل الوشم الإلكتروني إلى منتج يمكننا ارتداؤه في المنزل."

وفي حين أن الوشم الإلكتروني يعمل فقط على البشرة الخالية من الشعر، فإن الباحثين يعملون على دمجه مع أجهزة استشعار تعتمد على الحبر وتعمل على الشعر. وهذا يسمح بمساحة رأس كاملة ومراقبة أكثر شمولاً للدماغ. ومع دخول الروبوتات والتقنيات الجديدة بشكل متزايد إلى أماكن العمل والمنازل، يأمل الفريق أن تعمل هذه التكنولوجيا على تحسين فهم التفاعل بين الإنسان والآلة.

يقول سينتيس: "لقد قمنا بمراقبة الصحة البدنية للعمال، وتتبع الإصابات والإجهاد العضلي لفترة طويلة". "الآن يمكننا مراقبة الإجهاد العقلي الذي لا يمكن تعقبه. وهذا يمكن أن يغير الطريقة التي تضمن بها الشركات الرفاهية العامة لقواها العاملة."

مصادر: