Инженеры разработали умный трекер, который определяет усталость по глазам

Исследователи создали умный трекер для очков, который отслеживает усталость по движению век. Анализируя моргание, устройство определяет перегрузку мозга в реальном времени, не требуя электродов или камер. Разработкой занимались инженеры из Вашингтонского университета (США) и Университета Донгук (Южная Корея).

Для чего создано устройство

Усталость — распространенная проблема современного ритма жизни. Она притупляет внимание, замедляет реакцию и ухудшает процесс принятия решений. Традиционные методы диагностики, такие как электроэнцефалография (ЭЭГ) или анализ слюны на кортизол, остаются дорогостоящими и неприменимыми в повседневных условиях.

Поэтому инженеры из двух университетов разработали умный трекер для глаз на основе цилиндрических датчиков из композитного материала, встроенных в оправу очков. Устройство распознает моргание и закрытие глаз бесконтактно и без использования камер.

Несмотря на небольшие размеры (12×3,5 мм), каждый датчик способен улавливать малейшие колебания электрического поля глаза при моргании или движении зрачка. Алгоритм машинного обучения расшифровывает эти сигналы, превращая их в цифровые биомаркеры — объективные показатели уровня усталости.

Благодаря малому весу (56 г) и ультранизкому энергопотреблению (<10 мВт) очки можно не снимать весь день. Их безопасность подтверждается тем, что излучаемое датчиками электрическое поле существенно ниже международных нормативов.

Как проводилось тестирование устройства

Эффективность разработки проверили на 27 добровольцах, которых погрузили в состояние умственного переутомления с помощью специального теста. В течение 15 минут участники занимались устным счетом, одновременно с этим подвергаясь воздействию случайного шума. В это время умные очки в реальном времени фиксировали два ключевых параметра: частоту моргания и PERCLOS — метрику для объективного измерения усталости, преимущественно в контексте вождения или работы с техникой.

Эффективность устройства оказалась высокой. В 74% случаев оно верно отличало людей с хронической усталостью от здоровых. При этом система правильно определяла три из четырех случаев реального переутомления и лишь изредка ошибалась, отмечая усталость у бодрого человека.

Кроме того, модели машинного обучение выявили, что у людей с хронической усталостью физиологические реакции (моргание, закрытие глаз) в стрессе были слабее. У здоровых участников глаза активнее реагировали на когнитивную нагрузку.

Где можно применять новое устройство

По словам создателей, помимо медицинского применения, система может преобразовать протоколы безопасности в сфере транспорта, производства и даже освоения космоса. Появление компактных сенсоров позволит интегрировать мониторинг усталости в повседневную жизнь.

Команда уже работает над улучшением эргономики устройства, чтобы оно подходило для разных типов лиц. Также они разрабатывают программное обеспечение для мобильных устройств для отслеживания уровня усталости в режиме реального времени. Следующим шагом станет расширение клинических испытаний: ученые будут наблюдать за пациентами с тяжелыми формами усталости.