علم الأعصاب في مقعد السائق
مهول ناياك
28/04/2022
شارك:
كتبه الدكتور نيكولاس ويليامز، عالم أبحاث EMOTIV.
قبل عدة أشهر، عدت إلى الولايات المتحدة بعد أن عشت ثماني سنوات بالخارج. جزء من البدء من جديد يعني شراء كل الأشياء التي يحتاجها المرء للحياة. بالإضافة إلى أريكة، سرير وطاولة طعام، كنت بالطبع بحاجة إلى سيارة. وباعتباري شخصًا ماليًا ذكيًا، فقد بحثت حصريًا عن النماذج الأقدم والأكثر فعالية من حيث التكلفة لكن سرعان ما أُحبطت بسبب الأسعار المتضخمة والمخزون النادر. سوق السيارات المستعملة في عام 2021 كان يجبرني فعليًا على شراء جديدة، وهو ما فعلته في النهاية. إن خيبة أملي لانتهاك المبادئ الأساسية للتمويل الشخصي تم استبدالها بسرعة بحماس لا يحده شيء للراحة والميزات التي جاءت مع سيارة تويوتا SUV الجديدة كليًا.
كنت مفتونًا بشكل خاص بميزات القيادة الذاتية التي، حتى هذه اللحظة، كنت قد قرأت عنها فقط. جعل التوجيه المساعد ورادار النظر الأمامي القيادة الطويلة بمثابة نسيم. كان علي فقط إبقاء عيني على الطريق ويد واحدة مستريحة على عجلة القيادة والسيارة كانت تقود نفسها عمليًا. عند أخذ في الاعتبار تجنب الاصطدام، مراقبة الزوايا العمياء، الكاميرات الخلفية مع نظام التنبيه للتأكد من عدم إصابة أحد يعبر خلفي، كانت هذه السيارة الجديدة في الحقيقة أكثر أمانًا بمقدارٍ من السيارات القديمة التي قدتها خلال الجزء الأكبر من العقد الماضي.
السيارات، بالطبع، لا تقود نفسها بعد. على الرغم من أن لديها ميزات ذاتية وسلامة ملائمة، إلا أنها لا تزال تتطلب إشراف السائق، وعند الضرورة، التدخل. ما زلنا بعيدين عن إزالة العنصر البشري من القيادة وهذا العنصر هو المسؤول عن غالبية حوادث السيارات والوفيات. البشر يخلطون خلف عجلة القيادة. سواء قرروا تشغيل السيارة بعد الشرب فكرة جيدة، أو أن السرعة ممتعة، أو أنهم بحاجة لإكمال بضعة أميال إضافية قبل أن يتوقفوا للراحة، فإن البشر يتسببون في العديد من الحوادث التي يمكن تفاديها.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
وفقًا للإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA)، كان هناك 36,096 حالة وفاة نتيجة حوادث المرور على الطرقات في عام 2019. أما في عام 2020، فيُقدر أن الوفيات تجاوزت 38,000 [1]. نسبة كبيرة من هذه الحوادث تعود إلى القيادة الخطيرة وبالتالي يمكن تفاديها. لقد حددت NHTSA ستة أنواع من القيادة الخطيرة: السرعة، القيادة بعد تعاطي الكحول والمخدرات، عدم استخدام أحزمة الأمان (أو استخدامها بشكل غير صحيح)، القيادة المشتتة، والقيادة أثناء التعب. بما أن ثلثي جميع وفيات المرور يمكن أن يُعزى إلى السرعة والقيادة تحت التأثير، فإن العديد من حملات التدخل تستهدف بشكل صحيح معالجة هذه المخاطر. ومع ذلك، فإن القيادة المشتتة والقيادة أثناء التعب تؤدي إلى عددٍ غير تافه من الوفيات مع 3,142 وفاة مرتبطة بالشرود و 697 وفاة مرتبطة بالتعب في عام 2019 [2].
استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المختبر
علم الأعصاب في مقعد السائق - استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المختبر.
يستخدم علماء الأعصاب طرقًا مختلفة لقياس الانتباه في المختبر. واحدة من هذه الطرق تعتمد على حقيقة أن دماغنا يطلق كميات ضئيلة من الكهرباء حين تنشط خلاياه العصبية. باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG)، يمكننا قياس التذبذبات في هذه الكهرباء لفهم متى وأين يكون العقل نشطًا. يُعرف السرعة أو التردد الذي تحدث به هذه التذبذبات بالاهتزازات، أو بشكل عام، موجات المخ. تردد موجات المخ يمكن أن يوفر Insight في الحالات العقلية أو العمليات.
على سبيل المثال، الموجات الدماغية التي تهتز 14 إلى 30 مرة في الثانية (أو 14 - 30 هرتز) تُعرف بالموجات بيتا وترتبط بمستويات عالية من التفاعل العقلي. التذبذبات في نطاق 8 - 13 هرتز تُعرف بالموجات ألفا وتكون عامةً خلال فترات الاسترخاء أو الانتباه السلبي. على سبيل المثال، ترى غالبًا موجات ألفا عندما يكون شخص ما يتأمل. موجات ثيتا هي تذبذبات بين 4 و 7 هرتز وتلاحظ عندما يكون الشخص في حالة استرخاء عميق أو نعاس. أبطئ الموجات تُعرف بالموجات دلتا (1 - 4 هرتز) وتُلاحظ عندما يكون الشخص نائمًا بعمق.
انظر إلى المنشور ذي الصلة الدليل التمهيدي لتخطيط كهربية الدماغ
في المختبر، يمكن للعلماء قياس توقيت وشدة وتردد موجات المخ لتحديد مدى انشغال أو عدم انشغال عقل الشخص أثناء المهام. على سبيل المثال، عندما يري أو يسمع الشخص شيئًا كان ينتظره، يظهر تخطيط كهربية الدماغ الخاص به استجابة محددة جدًا تعرف بـ P300، وهي موجة ذات سعة كبيرة تظهر حوالي 300 مللي ثانية بعد ظهور الجسم [3]. بالمثل، يمكن أن يشير انخفاض في اهتزازات ألفا إلى أن شخصًا ما يركز انتباهه بشكل خاص على شيء ما [4]. إن الشعور بالنعاس ينتج أيضًا توقيعات EEG قابلة للكشف من خلال التغيرات في اهتزازات دلتا وثيتا وألفا [5].
كيف يمكننا قياس الانتباه في السيارة؟
في سيارة يمكننا قياس الانتباه والنعاس باستخدام الأساليب السلوكية. على سبيل المثال، يمكن للكاميرات مراقبة أعين السائقين للتأكد من أنهم ينظرون إلى الطريق. بالمثل، يمكن للكاميرات أن تكشف عندما تبدأ رؤوس السائقين بالتحرك مما يشير إلى أنهم يشعرون بالنعاس. ومع ذلك، مجرد أن الشخص ينظر إلى الطريق أو رؤوسهم ليست متدلية لا يعني أنهم منتبهون أو أنهم ليسوا متعبين. يمكن لتخطيط كهربية الدماغ تعزيز اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يكونون قادرين حتى على التنبؤ بها قبل أن تكون قابلة للكشف سلوكيًا.
علم الأعصاب في مقعد السائق - يمكن لـ EEG تعزيز اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يكونون قادرين حتى على التنبؤ بها قبل أن تكون قابلة للكشف سلوكيًا.
في عام 2020، أجرى الباحثون مراجعة منهجية للدراسات التي استخدمت سماعات EEG المتاحة تجاريًا لاكتشاف النعاس في الوقت الفعلي [6]. ذكروا أن السماعات الأكثر استخدامًا في هذه الأنواع من الدراسات كانت تلك التي صنعتها EMOTIV، تليها Neurosky وInteraxon وOpenBCI. لاكتشاف النعاس، وجدوا أن حتى الميزات الأساسية لتخطيط كهربية الدماغ، مثل اهتزازات التردد، يمكن أن تستخدم لاكتشاف النعاس. ومع ذلك، لاحظوا أن في كثير من الحالات، "التحسين الخوارزمي يبقى ضروريًا"، مما يعني أن عمليات الخوارزميات الذكية تؤدي إلى اكتشافات أكثر دقة.
استخدام EEG المتاح تجاريًا وخوارزميات التعلم الآلي لمساعدتنا على البقاء آمنين
لقد كانت EMOTIV الرائدة في مجال EEG التجاري لأكثر من عقد. خلال هذا الوقت قاموا بتطوير أنظمة EEG بأشكال متنوعة، من أغطية البحث التقليدية ذات 32 قناة إلى سماعات الأذن ذات قناتين. الأنظمة ذات الأشكال المدمجة، مثل سماعات الرأس MN8 أو Insight، تمثل الخطوات الأولى نحو التقنية العصبية اليومية التي يمكن ارتداؤها. من خلال دمج هذه الأنواع من العتاد في تحكمات السيارات، قد نتمكن من منع الحوادث قبل أن تتشكل الحالات العقلية المساهمة.
علم الأعصاب في مقعد السائق - استخدام EEG المتاح تجاريًا وخوارزميات التعلم الآلي لمساعدتنا على البقاء آمنين.
دمج عتاد EEG في المركبات هو جزء فقط من الحل. لتحقيق الاستفادة من بيانات الدماغ المكتسبة، نحتاج إلى معالجتها إلى معايير مفيدة. تحقق الخوارزميات الذكية ذلك عبر فك شفرة بيانات EEG إلى ميزات يمكنها فهرسة حالات ذهنية معينة. حتى الآن، طورت EMOTIV سبع من هذه الاكتشافات: الإحباط، الاهتمام، الاسترخاء، الانخراط، الإثارة، الانتباه، والضغط. عمل مهندسو EMOTIV عن كثب مع علماء الأعصاب لتطوير هذه الاكتشافات من خلال دراسات تجريبية صارمة تستخدم بروتوكولات معروفة لإثارة هذه الحالات. في مجال السيارات، تقوم Emotiv حاليًا بضبط دقيق لاكتشاف تشتيت السائق الذي تم تطويره ضمن محاكي القيادة. هذا يتبع نتائج واعدة من تعاون مع نادي السيارات الملكي لأستراليا الغربية، والذي أدى إلى سيارة تعمل جزئيًا بالانتباه والتي تباطأت عندما تراجع الانتباه [7]. يمكنك العثور على بعض مقاطع الفيديو الخاصة بـالتعاون والنتائج على يوتيوب.
علم الأعصاب ومستقبل القيادة
علم الأعصاب في مقعد السائق - علم الأعصاب ومستقبل القيادة.
من التدخلات المبكرة مثل أحزمة الأمان وشرائط التجهيز إلى الحديثة مثل الفرملة التلقائية في حالات الطوارئ والتوجيه المساعد، أصبحت سياراتنا أكثر أمانًا بكثير. ومع ذلك، فإن عدد الأشخاص الذين يموتون من الحوادث كل عام يوضح أننا ما زلنا بعيدين عن الوصول إلى النقطة التي يمكن اعتبار فيها المركبات "آمنة". مع تقدم التكنولوجيا، لا شك أن سياراتنا ستستمر في التحسن، ولكن طالما أن البشر هم المشغلون الرئيسيون للمركبات، سيستمر وجود حوادث تسببها البشرية. تكنولوجيا EEG تمثل وسيلة واعدة بشكل خاص لتخفيف العنصر البشري عبر اكتشاف المؤشرات الدقيقة والتدخل قبل أن تحدث الظروف المسببة للحوادث.
المراجع
كتبه الدكتور نيكولاس ويليامز، عالم أبحاث EMOTIV.
قبل عدة أشهر، عدت إلى الولايات المتحدة بعد أن عشت ثماني سنوات بالخارج. جزء من البدء من جديد يعني شراء كل الأشياء التي يحتاجها المرء للحياة. بالإضافة إلى أريكة، سرير وطاولة طعام، كنت بالطبع بحاجة إلى سيارة. وباعتباري شخصًا ماليًا ذكيًا، فقد بحثت حصريًا عن النماذج الأقدم والأكثر فعالية من حيث التكلفة لكن سرعان ما أُحبطت بسبب الأسعار المتضخمة والمخزون النادر. سوق السيارات المستعملة في عام 2021 كان يجبرني فعليًا على شراء جديدة، وهو ما فعلته في النهاية. إن خيبة أملي لانتهاك المبادئ الأساسية للتمويل الشخصي تم استبدالها بسرعة بحماس لا يحده شيء للراحة والميزات التي جاءت مع سيارة تويوتا SUV الجديدة كليًا.
كنت مفتونًا بشكل خاص بميزات القيادة الذاتية التي، حتى هذه اللحظة، كنت قد قرأت عنها فقط. جعل التوجيه المساعد ورادار النظر الأمامي القيادة الطويلة بمثابة نسيم. كان علي فقط إبقاء عيني على الطريق ويد واحدة مستريحة على عجلة القيادة والسيارة كانت تقود نفسها عمليًا. عند أخذ في الاعتبار تجنب الاصطدام، مراقبة الزوايا العمياء، الكاميرات الخلفية مع نظام التنبيه للتأكد من عدم إصابة أحد يعبر خلفي، كانت هذه السيارة الجديدة في الحقيقة أكثر أمانًا بمقدارٍ من السيارات القديمة التي قدتها خلال الجزء الأكبر من العقد الماضي.
السيارات، بالطبع، لا تقود نفسها بعد. على الرغم من أن لديها ميزات ذاتية وسلامة ملائمة، إلا أنها لا تزال تتطلب إشراف السائق، وعند الضرورة، التدخل. ما زلنا بعيدين عن إزالة العنصر البشري من القيادة وهذا العنصر هو المسؤول عن غالبية حوادث السيارات والوفيات. البشر يخلطون خلف عجلة القيادة. سواء قرروا تشغيل السيارة بعد الشرب فكرة جيدة، أو أن السرعة ممتعة، أو أنهم بحاجة لإكمال بضعة أميال إضافية قبل أن يتوقفوا للراحة، فإن البشر يتسببون في العديد من الحوادث التي يمكن تفاديها.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
وفقًا للإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA)، كان هناك 36,096 حالة وفاة نتيجة حوادث المرور على الطرقات في عام 2019. أما في عام 2020، فيُقدر أن الوفيات تجاوزت 38,000 [1]. نسبة كبيرة من هذه الحوادث تعود إلى القيادة الخطيرة وبالتالي يمكن تفاديها. لقد حددت NHTSA ستة أنواع من القيادة الخطيرة: السرعة، القيادة بعد تعاطي الكحول والمخدرات، عدم استخدام أحزمة الأمان (أو استخدامها بشكل غير صحيح)، القيادة المشتتة، والقيادة أثناء التعب. بما أن ثلثي جميع وفيات المرور يمكن أن يُعزى إلى السرعة والقيادة تحت التأثير، فإن العديد من حملات التدخل تستهدف بشكل صحيح معالجة هذه المخاطر. ومع ذلك، فإن القيادة المشتتة والقيادة أثناء التعب تؤدي إلى عددٍ غير تافه من الوفيات مع 3,142 وفاة مرتبطة بالشرود و 697 وفاة مرتبطة بالتعب في عام 2019 [2].
استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المختبر
علم الأعصاب في مقعد السائق - استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المختبر.
يستخدم علماء الأعصاب طرقًا مختلفة لقياس الانتباه في المختبر. واحدة من هذه الطرق تعتمد على حقيقة أن دماغنا يطلق كميات ضئيلة من الكهرباء حين تنشط خلاياه العصبية. باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG)، يمكننا قياس التذبذبات في هذه الكهرباء لفهم متى وأين يكون العقل نشطًا. يُعرف السرعة أو التردد الذي تحدث به هذه التذبذبات بالاهتزازات، أو بشكل عام، موجات المخ. تردد موجات المخ يمكن أن يوفر Insight في الحالات العقلية أو العمليات.
على سبيل المثال، الموجات الدماغية التي تهتز 14 إلى 30 مرة في الثانية (أو 14 - 30 هرتز) تُعرف بالموجات بيتا وترتبط بمستويات عالية من التفاعل العقلي. التذبذبات في نطاق 8 - 13 هرتز تُعرف بالموجات ألفا وتكون عامةً خلال فترات الاسترخاء أو الانتباه السلبي. على سبيل المثال، ترى غالبًا موجات ألفا عندما يكون شخص ما يتأمل. موجات ثيتا هي تذبذبات بين 4 و 7 هرتز وتلاحظ عندما يكون الشخص في حالة استرخاء عميق أو نعاس. أبطئ الموجات تُعرف بالموجات دلتا (1 - 4 هرتز) وتُلاحظ عندما يكون الشخص نائمًا بعمق.
انظر إلى المنشور ذي الصلة الدليل التمهيدي لتخطيط كهربية الدماغ
في المختبر، يمكن للعلماء قياس توقيت وشدة وتردد موجات المخ لتحديد مدى انشغال أو عدم انشغال عقل الشخص أثناء المهام. على سبيل المثال، عندما يري أو يسمع الشخص شيئًا كان ينتظره، يظهر تخطيط كهربية الدماغ الخاص به استجابة محددة جدًا تعرف بـ P300، وهي موجة ذات سعة كبيرة تظهر حوالي 300 مللي ثانية بعد ظهور الجسم [3]. بالمثل، يمكن أن يشير انخفاض في اهتزازات ألفا إلى أن شخصًا ما يركز انتباهه بشكل خاص على شيء ما [4]. إن الشعور بالنعاس ينتج أيضًا توقيعات EEG قابلة للكشف من خلال التغيرات في اهتزازات دلتا وثيتا وألفا [5].
كيف يمكننا قياس الانتباه في السيارة؟
في سيارة يمكننا قياس الانتباه والنعاس باستخدام الأساليب السلوكية. على سبيل المثال، يمكن للكاميرات مراقبة أعين السائقين للتأكد من أنهم ينظرون إلى الطريق. بالمثل، يمكن للكاميرات أن تكشف عندما تبدأ رؤوس السائقين بالتحرك مما يشير إلى أنهم يشعرون بالنعاس. ومع ذلك، مجرد أن الشخص ينظر إلى الطريق أو رؤوسهم ليست متدلية لا يعني أنهم منتبهون أو أنهم ليسوا متعبين. يمكن لتخطيط كهربية الدماغ تعزيز اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يكونون قادرين حتى على التنبؤ بها قبل أن تكون قابلة للكشف سلوكيًا.
علم الأعصاب في مقعد السائق - يمكن لـ EEG تعزيز اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يكونون قادرين حتى على التنبؤ بها قبل أن تكون قابلة للكشف سلوكيًا.
في عام 2020، أجرى الباحثون مراجعة منهجية للدراسات التي استخدمت سماعات EEG المتاحة تجاريًا لاكتشاف النعاس في الوقت الفعلي [6]. ذكروا أن السماعات الأكثر استخدامًا في هذه الأنواع من الدراسات كانت تلك التي صنعتها EMOTIV، تليها Neurosky وInteraxon وOpenBCI. لاكتشاف النعاس، وجدوا أن حتى الميزات الأساسية لتخطيط كهربية الدماغ، مثل اهتزازات التردد، يمكن أن تستخدم لاكتشاف النعاس. ومع ذلك، لاحظوا أن في كثير من الحالات، "التحسين الخوارزمي يبقى ضروريًا"، مما يعني أن عمليات الخوارزميات الذكية تؤدي إلى اكتشافات أكثر دقة.
استخدام EEG المتاح تجاريًا وخوارزميات التعلم الآلي لمساعدتنا على البقاء آمنين
لقد كانت EMOTIV الرائدة في مجال EEG التجاري لأكثر من عقد. خلال هذا الوقت قاموا بتطوير أنظمة EEG بأشكال متنوعة، من أغطية البحث التقليدية ذات 32 قناة إلى سماعات الأذن ذات قناتين. الأنظمة ذات الأشكال المدمجة، مثل سماعات الرأس MN8 أو Insight، تمثل الخطوات الأولى نحو التقنية العصبية اليومية التي يمكن ارتداؤها. من خلال دمج هذه الأنواع من العتاد في تحكمات السيارات، قد نتمكن من منع الحوادث قبل أن تتشكل الحالات العقلية المساهمة.
علم الأعصاب في مقعد السائق - استخدام EEG المتاح تجاريًا وخوارزميات التعلم الآلي لمساعدتنا على البقاء آمنين.
دمج عتاد EEG في المركبات هو جزء فقط من الحل. لتحقيق الاستفادة من بيانات الدماغ المكتسبة، نحتاج إلى معالجتها إلى معايير مفيدة. تحقق الخوارزميات الذكية ذلك عبر فك شفرة بيانات EEG إلى ميزات يمكنها فهرسة حالات ذهنية معينة. حتى الآن، طورت EMOTIV سبع من هذه الاكتشافات: الإحباط، الاهتمام، الاسترخاء، الانخراط، الإثارة، الانتباه، والضغط. عمل مهندسو EMOTIV عن كثب مع علماء الأعصاب لتطوير هذه الاكتشافات من خلال دراسات تجريبية صارمة تستخدم بروتوكولات معروفة لإثارة هذه الحالات. في مجال السيارات، تقوم Emotiv حاليًا بضبط دقيق لاكتشاف تشتيت السائق الذي تم تطويره ضمن محاكي القيادة. هذا يتبع نتائج واعدة من تعاون مع نادي السيارات الملكي لأستراليا الغربية، والذي أدى إلى سيارة تعمل جزئيًا بالانتباه والتي تباطأت عندما تراجع الانتباه [7]. يمكنك العثور على بعض مقاطع الفيديو الخاصة بـالتعاون والنتائج على يوتيوب.
علم الأعصاب ومستقبل القيادة
علم الأعصاب في مقعد السائق - علم الأعصاب ومستقبل القيادة.
من التدخلات المبكرة مثل أحزمة الأمان وشرائط التجهيز إلى الحديثة مثل الفرملة التلقائية في حالات الطوارئ والتوجيه المساعد، أصبحت سياراتنا أكثر أمانًا بكثير. ومع ذلك، فإن عدد الأشخاص الذين يموتون من الحوادث كل عام يوضح أننا ما زلنا بعيدين عن الوصول إلى النقطة التي يمكن اعتبار فيها المركبات "آمنة". مع تقدم التكنولوجيا، لا شك أن سياراتنا ستستمر في التحسن، ولكن طالما أن البشر هم المشغلون الرئيسيون للمركبات، سيستمر وجود حوادث تسببها البشرية. تكنولوجيا EEG تمثل وسيلة واعدة بشكل خاص لتخفيف العنصر البشري عبر اكتشاف المؤشرات الدقيقة والتدخل قبل أن تحدث الظروف المسببة للحوادث.
المراجع
كتبه الدكتور نيكولاس ويليامز، عالم أبحاث EMOTIV.
قبل عدة أشهر، عدت إلى الولايات المتحدة بعد أن عشت ثماني سنوات بالخارج. جزء من البدء من جديد يعني شراء كل الأشياء التي يحتاجها المرء للحياة. بالإضافة إلى أريكة، سرير وطاولة طعام، كنت بالطبع بحاجة إلى سيارة. وباعتباري شخصًا ماليًا ذكيًا، فقد بحثت حصريًا عن النماذج الأقدم والأكثر فعالية من حيث التكلفة لكن سرعان ما أُحبطت بسبب الأسعار المتضخمة والمخزون النادر. سوق السيارات المستعملة في عام 2021 كان يجبرني فعليًا على شراء جديدة، وهو ما فعلته في النهاية. إن خيبة أملي لانتهاك المبادئ الأساسية للتمويل الشخصي تم استبدالها بسرعة بحماس لا يحده شيء للراحة والميزات التي جاءت مع سيارة تويوتا SUV الجديدة كليًا.
كنت مفتونًا بشكل خاص بميزات القيادة الذاتية التي، حتى هذه اللحظة، كنت قد قرأت عنها فقط. جعل التوجيه المساعد ورادار النظر الأمامي القيادة الطويلة بمثابة نسيم. كان علي فقط إبقاء عيني على الطريق ويد واحدة مستريحة على عجلة القيادة والسيارة كانت تقود نفسها عمليًا. عند أخذ في الاعتبار تجنب الاصطدام، مراقبة الزوايا العمياء، الكاميرات الخلفية مع نظام التنبيه للتأكد من عدم إصابة أحد يعبر خلفي، كانت هذه السيارة الجديدة في الحقيقة أكثر أمانًا بمقدارٍ من السيارات القديمة التي قدتها خلال الجزء الأكبر من العقد الماضي.
السيارات، بالطبع، لا تقود نفسها بعد. على الرغم من أن لديها ميزات ذاتية وسلامة ملائمة، إلا أنها لا تزال تتطلب إشراف السائق، وعند الضرورة، التدخل. ما زلنا بعيدين عن إزالة العنصر البشري من القيادة وهذا العنصر هو المسؤول عن غالبية حوادث السيارات والوفيات. البشر يخلطون خلف عجلة القيادة. سواء قرروا تشغيل السيارة بعد الشرب فكرة جيدة، أو أن السرعة ممتعة، أو أنهم بحاجة لإكمال بضعة أميال إضافية قبل أن يتوقفوا للراحة، فإن البشر يتسببون في العديد من الحوادث التي يمكن تفاديها.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
وفقًا للإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA)، كان هناك 36,096 حالة وفاة نتيجة حوادث المرور على الطرقات في عام 2019. أما في عام 2020، فيُقدر أن الوفيات تجاوزت 38,000 [1]. نسبة كبيرة من هذه الحوادث تعود إلى القيادة الخطيرة وبالتالي يمكن تفاديها. لقد حددت NHTSA ستة أنواع من القيادة الخطيرة: السرعة، القيادة بعد تعاطي الكحول والمخدرات، عدم استخدام أحزمة الأمان (أو استخدامها بشكل غير صحيح)، القيادة المشتتة، والقيادة أثناء التعب. بما أن ثلثي جميع وفيات المرور يمكن أن يُعزى إلى السرعة والقيادة تحت التأثير، فإن العديد من حملات التدخل تستهدف بشكل صحيح معالجة هذه المخاطر. ومع ذلك، فإن القيادة المشتتة والقيادة أثناء التعب تؤدي إلى عددٍ غير تافه من الوفيات مع 3,142 وفاة مرتبطة بالشرود و 697 وفاة مرتبطة بالتعب في عام 2019 [2].
استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المختبر
علم الأعصاب في مقعد السائق - استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المختبر.
يستخدم علماء الأعصاب طرقًا مختلفة لقياس الانتباه في المختبر. واحدة من هذه الطرق تعتمد على حقيقة أن دماغنا يطلق كميات ضئيلة من الكهرباء حين تنشط خلاياه العصبية. باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG)، يمكننا قياس التذبذبات في هذه الكهرباء لفهم متى وأين يكون العقل نشطًا. يُعرف السرعة أو التردد الذي تحدث به هذه التذبذبات بالاهتزازات، أو بشكل عام، موجات المخ. تردد موجات المخ يمكن أن يوفر Insight في الحالات العقلية أو العمليات.
على سبيل المثال، الموجات الدماغية التي تهتز 14 إلى 30 مرة في الثانية (أو 14 - 30 هرتز) تُعرف بالموجات بيتا وترتبط بمستويات عالية من التفاعل العقلي. التذبذبات في نطاق 8 - 13 هرتز تُعرف بالموجات ألفا وتكون عامةً خلال فترات الاسترخاء أو الانتباه السلبي. على سبيل المثال، ترى غالبًا موجات ألفا عندما يكون شخص ما يتأمل. موجات ثيتا هي تذبذبات بين 4 و 7 هرتز وتلاحظ عندما يكون الشخص في حالة استرخاء عميق أو نعاس. أبطئ الموجات تُعرف بالموجات دلتا (1 - 4 هرتز) وتُلاحظ عندما يكون الشخص نائمًا بعمق.
انظر إلى المنشور ذي الصلة الدليل التمهيدي لتخطيط كهربية الدماغ
في المختبر، يمكن للعلماء قياس توقيت وشدة وتردد موجات المخ لتحديد مدى انشغال أو عدم انشغال عقل الشخص أثناء المهام. على سبيل المثال، عندما يري أو يسمع الشخص شيئًا كان ينتظره، يظهر تخطيط كهربية الدماغ الخاص به استجابة محددة جدًا تعرف بـ P300، وهي موجة ذات سعة كبيرة تظهر حوالي 300 مللي ثانية بعد ظهور الجسم [3]. بالمثل، يمكن أن يشير انخفاض في اهتزازات ألفا إلى أن شخصًا ما يركز انتباهه بشكل خاص على شيء ما [4]. إن الشعور بالنعاس ينتج أيضًا توقيعات EEG قابلة للكشف من خلال التغيرات في اهتزازات دلتا وثيتا وألفا [5].
كيف يمكننا قياس الانتباه في السيارة؟
في سيارة يمكننا قياس الانتباه والنعاس باستخدام الأساليب السلوكية. على سبيل المثال، يمكن للكاميرات مراقبة أعين السائقين للتأكد من أنهم ينظرون إلى الطريق. بالمثل، يمكن للكاميرات أن تكشف عندما تبدأ رؤوس السائقين بالتحرك مما يشير إلى أنهم يشعرون بالنعاس. ومع ذلك، مجرد أن الشخص ينظر إلى الطريق أو رؤوسهم ليست متدلية لا يعني أنهم منتبهون أو أنهم ليسوا متعبين. يمكن لتخطيط كهربية الدماغ تعزيز اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يكونون قادرين حتى على التنبؤ بها قبل أن تكون قابلة للكشف سلوكيًا.
علم الأعصاب في مقعد السائق - يمكن لـ EEG تعزيز اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يكونون قادرين حتى على التنبؤ بها قبل أن تكون قابلة للكشف سلوكيًا.
في عام 2020، أجرى الباحثون مراجعة منهجية للدراسات التي استخدمت سماعات EEG المتاحة تجاريًا لاكتشاف النعاس في الوقت الفعلي [6]. ذكروا أن السماعات الأكثر استخدامًا في هذه الأنواع من الدراسات كانت تلك التي صنعتها EMOTIV، تليها Neurosky وInteraxon وOpenBCI. لاكتشاف النعاس، وجدوا أن حتى الميزات الأساسية لتخطيط كهربية الدماغ، مثل اهتزازات التردد، يمكن أن تستخدم لاكتشاف النعاس. ومع ذلك، لاحظوا أن في كثير من الحالات، "التحسين الخوارزمي يبقى ضروريًا"، مما يعني أن عمليات الخوارزميات الذكية تؤدي إلى اكتشافات أكثر دقة.
استخدام EEG المتاح تجاريًا وخوارزميات التعلم الآلي لمساعدتنا على البقاء آمنين
لقد كانت EMOTIV الرائدة في مجال EEG التجاري لأكثر من عقد. خلال هذا الوقت قاموا بتطوير أنظمة EEG بأشكال متنوعة، من أغطية البحث التقليدية ذات 32 قناة إلى سماعات الأذن ذات قناتين. الأنظمة ذات الأشكال المدمجة، مثل سماعات الرأس MN8 أو Insight، تمثل الخطوات الأولى نحو التقنية العصبية اليومية التي يمكن ارتداؤها. من خلال دمج هذه الأنواع من العتاد في تحكمات السيارات، قد نتمكن من منع الحوادث قبل أن تتشكل الحالات العقلية المساهمة.
علم الأعصاب في مقعد السائق - استخدام EEG المتاح تجاريًا وخوارزميات التعلم الآلي لمساعدتنا على البقاء آمنين.
دمج عتاد EEG في المركبات هو جزء فقط من الحل. لتحقيق الاستفادة من بيانات الدماغ المكتسبة، نحتاج إلى معالجتها إلى معايير مفيدة. تحقق الخوارزميات الذكية ذلك عبر فك شفرة بيانات EEG إلى ميزات يمكنها فهرسة حالات ذهنية معينة. حتى الآن، طورت EMOTIV سبع من هذه الاكتشافات: الإحباط، الاهتمام، الاسترخاء، الانخراط، الإثارة، الانتباه، والضغط. عمل مهندسو EMOTIV عن كثب مع علماء الأعصاب لتطوير هذه الاكتشافات من خلال دراسات تجريبية صارمة تستخدم بروتوكولات معروفة لإثارة هذه الحالات. في مجال السيارات، تقوم Emotiv حاليًا بضبط دقيق لاكتشاف تشتيت السائق الذي تم تطويره ضمن محاكي القيادة. هذا يتبع نتائج واعدة من تعاون مع نادي السيارات الملكي لأستراليا الغربية، والذي أدى إلى سيارة تعمل جزئيًا بالانتباه والتي تباطأت عندما تراجع الانتباه [7]. يمكنك العثور على بعض مقاطع الفيديو الخاصة بـالتعاون والنتائج على يوتيوب.
علم الأعصاب ومستقبل القيادة
علم الأعصاب في مقعد السائق - علم الأعصاب ومستقبل القيادة.
من التدخلات المبكرة مثل أحزمة الأمان وشرائط التجهيز إلى الحديثة مثل الفرملة التلقائية في حالات الطوارئ والتوجيه المساعد، أصبحت سياراتنا أكثر أمانًا بكثير. ومع ذلك، فإن عدد الأشخاص الذين يموتون من الحوادث كل عام يوضح أننا ما زلنا بعيدين عن الوصول إلى النقطة التي يمكن اعتبار فيها المركبات "آمنة". مع تقدم التكنولوجيا، لا شك أن سياراتنا ستستمر في التحسن، ولكن طالما أن البشر هم المشغلون الرئيسيون للمركبات، سيستمر وجود حوادث تسببها البشرية. تكنولوجيا EEG تمثل وسيلة واعدة بشكل خاص لتخفيف العنصر البشري عبر اكتشاف المؤشرات الدقيقة والتدخل قبل أن تحدث الظروف المسببة للحوادث.