Ikke-permanent trådløs e-tatovering i panden måler mental belastning

Ikke-permanent trådløs e-tatovering i panden måler mental belastning

Forskerne gav deltagerne tatoveringer, der kan spore, hvornår deres hjerner arbejder for hårdt. Udgivet 29. maj i Cell Press JournalEnhedUndersøgelsen introducerer en ikke-permanent trådløs e-tatovering i panden, der afkoder hjernebølger for at måle mental stress uden omfangsrig hovedbeklædning. Denne teknologi kan hjælpe med at spore den mentale arbejdsbyrde hos arbejdere såsom flyveledere og lastbilchauffører, hvis fokus kan få alvorlige konsekvenser.

Teknologi udvikler sig hurtigere end menneskelig udvikling. Vores hjernekapacitet kan ikke følge med og kan let blive overbelastet. Der er en optimal mental arbejdsbelastning for optimal præstation, der varierer fra person til person. “

Nanshu Lu, studieforfatter, University of Texas i Austin

Folk præsterer bedst i en kognitiv Guldhår-zone, hverken overvældet eller kede sig. At finde denne balance er nøglen til optimal ydeevne. Den nuværende vurdering af mental arbejdsbyrde er afhængig af NASA Task Load Index, en lang og subjektiv undersøgelse taget efter opgavens afslutning.

E-tatoveringen tilbyder et objektivt alternativ ved at analysere elektrisk aktivitet fra hjerne- og øjenbevægelser, i processer kendt som elektroencefalografi (EEG) og elektrookulografi (EOG). I modsætning til EEG-hætter, som er omfangsrige med dinglende ledninger og smurt med squishy gel, består den trådløse e-tatovering af et letvægtsbatteri og papirtynde, limlignende sensorer. Disse sensorer har bølgede løkker og spoler, et design, der gør det muligt for dem at strække sig og tilpasse sig sømløst til huden for komfort og klare signaler.

"Hvad der er overraskende er, at selvom disse hætter har flere sensorer til forskellige områder af hjernen, får de aldrig et perfekt signal, fordi alles hovedform er anderledes," siger Lu. "Vi måler deltagernes ansigtstræk for at skabe personlige e-tatoveringer for at sikre, at sensorerne altid er på det rigtige sted og modtager signaler."

Forskere testede e-tatoveringen på seks deltagere, som gennemførte en hukommelsesudfordring, der øgede sværhedsgraden. Efterhånden som mental belastning steg, viste deltagerne højere aktivitet i theta- og delta-hjernebølger, hvilket signalerede kognitivt behov, mens alfa- og beta-aktiviteten faldt, hvilket indikerer mental træthed. Resultaterne tyder på, at enheden kan registrere, når hjernen kæmper.

Enheden stoppede ikke ved registrering. Det kunne også forudsige mental stress. Forskerne trænede en computermodel til at estimere mental arbejdsbelastning baseret på signaler fra e-tatoveringen og med succes differentiere mellem forskellige niveauer af mental arbejdsbelastning. Resultaterne viser, at enheden muligvis kan forudsige mental træthed.

Omkostninger er en anden fordel. Traditionelle EEG-enheder kan overstige $15.000, mens E-Tattoo's chips og batteripakke koster $200.000, og engangssensorer koster omkring $20 hver. "Lavpris gør enheden tilgængelig," siger forfatter Luis Sentis fra UT Austin. "Et af mine ønsker er at gøre e-tatoveringen til et produkt, som vi kan bære derhjemme."

Mens e-tatoveringen kun virker på hårløs hud, arbejder forskere på at kombinere den med blækbaserede sensorer, der virker på hår. Dette giver mulighed for komplet frihøjde og mere omfattende hjerneovervågning. Efterhånden som robotter og nye teknologier i stigende grad kommer ind på arbejdspladser og hjem, håber teamet, at denne teknologi vil forbedre forståelsen af ​​menneske-maskine-interaktion.

"Vi har overvåget arbejdernes fysiske helbred, sporet skader og muskelbelastning i lang tid," siger Sentis. "Nu kan vi overvåge usporet mental stress. Dette kan ændre, hvordan virksomheder sikrer deres arbejdsstyrkes generelle velbefindende."

Kilder: