علم الأعصاب في مقعد السائق
مهول ناياك
28/04/2022
شارك:
كتبه الدكتور نيكولاس ويليامز ، عالم أبحاث في EMOTIV.
قبل بضعة أشهر ، عدت إلى الولايات المتحدة بعد ثماني سنوات من العيش في الخارج. جزء من البدء من جديد يتطلب شراء كل الأشياء التي يحتاجها المرء للحياة. بالإضافة إلى الأريكة والسرير وطاولة الطعام ، كنت بالطبع بحاجة إلى سيارة. نظرًا لاعتباري نفسي شخصًا ذكيًا ماليًا ، كنت أبحث حصريًا عن الطرز القديمة والفعالة من حيث التكلفة ولكن سرعان ما شعرت بالإحباط من الأسعار المرتفعة والمخزون القليل. كان سوق السيارات المستعملة لعام 2021 يجبرني بفعالية على شراء جديد، وهو ما قمت به في النهاية. لكن سرعان ما حل الحماس اللامحدود للراحة والميزات التي جاءت مع تويوتا SUV الجديدة محل استيائي من انتهاك مبادئ التمويل الشخصي الأساسية.
لقد أذهلتني بشكل خاص ميزات القيادة الذاتية التي كنت أقرأ عنها حتى هذه اللحظة. جعلت المقود المساعد والرادار الأمامي القيادة الطويلة سهلاً. لم يكن علي سوى أن أتابع الطريق وأضع يدي على عجلة القيادة وكانت سيارتي تقود نفسها عمليًا. عامل في تجنب التصادم ، ومراقبة النقاط العمياء ، وكاميرات الرؤية الخلفية مع نظام تنبيه للتأكد من أنني لم أتراجع إلى أي شخص يعبر خلفي، وكانت هذه السيارة الجديدة بشكل موضوعي أكثر أمانًا بمقدار كبير مقارنة بسيارات الطراز القديم التي كنت أقودها في معظم العقد الماضي.
السيارات بالطبع لا تقود نفسها بعد. بينما لديهم ميزات أمان وقيادة ذاتية لطيفة ، لا تزال السيارات تتطلب إشراف سائق وعند الضرورة تدخل. نحن بعيدون عن إزالة العنصر البشري من القيادة وهذا العنصر هو المسئول غالبًا عن حوادث السيارات والوفيات. البشر يرتكبون الأخطاء خلف عجلة القيادة. سواء قرروا أن تشغيل السيارة بعد تناول الكحول فكرة جيدة ، أو أن السرعة ممتعة ، أو أنهم بحاجة إلى الخروج فقط قليلاً قبل أن يتوقفوا للراحة لأنفسهم المتعبة، فإن البشر يسببون العديد من الحوادث القابلة للتجنب.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
وفقًا للإدارة الوطنية للسلامة المرورية على الطرق السريعة (NHTSA)، كان هناك 36,096 حالة وفاة بسبب حوادث المرور في 2019. بالنسبة لعام 2020، يُقدر أن الوفيات تجاوزت 38,000 [1]. نسبة كبيرة من هذه الحوادث ناتجة عن القيادة الخطرة وبالتالي يمكن تجنبها. حددت NHTSA ستة أنواع من القيادة الخطرة: السرعة، وقادة القيادة تحت تأثير الكحول والمخدرات، وعدم استخدام (أو الاستخدام الغير صحيح) لأحزمة الأمان، والقيادة المشوشة، والقيادة المرهقة. نظرًا لأن ثلثي جميع الوفيات المرورية يمكن إرجاعها إلى السرعة والقيادة المعيبة، فإن العديد من حملات التدخل تهدف بشكل صحيح إلى معالجة هذه المخاطر. ومع ذلك، تسبب القيادة المشوشة والقيادة المرهقة في عدد غير بسيط من الوفيات مع 3,142 وفاة مرتبطة بالانتباه و 697 وفاة مرتبطة بالشعور بالنعاس في 2019 [2].
استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المعمل
علم الأعصاب في مقعد السائق - استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المختبر.
يستخدم علماء الأعصاب طرقًا متنوعة لقياس الانتباه في المختبر. واحدة من هذه الطرق تستفيد من حقيقة أن دماغنا يطلق كميات صغيرة من الكهرباء عندما تطلق الخلايا العصبية إشاراتها. باستخدام جهاز التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG)، يمكننا قياس التقلبات في هذه الكهرباء لفهم متى وأين يكون الدماغ نشطًا. تُعرف سرعة هذه التقلبات أو ترددها بالتذبذبات، أو بشكل أكثر شيوعًا، موجات الدماغ. يمكن أن يوفر تردد موجات الدماغ Insight في الحالات الذهنية أو العمليات.
على سبيل المثال، تُعرف موجات الدماغ التي تتأرجح بين 14 إلى 30 مرة في الثانية (أو 14 - 30 هرتز) باسم الموجات البيتا وترتبط بمستويات عالية من الانخراط الذهني. التذبذبات في مدى 8 - 13 هرتز تُعرف بالموجات الألفا وتوجد بشكل عام أثناء فترات الاسترخاء أو الانتباه السلبي. على سبيل المثال، سترى غالبًا موجات ألفا عندما يتأمل الشخص. موجات ثيتا هي تذبذبات بين 4 و 7 هرتز وتظهر عند الاسترخاء العميق أو النعاس. أبطأ الموجات هي موجات دلتا (1 - 4 هرتز) وتلاحظ عندما يكون الشخص نائمًا بعمق.
راجع المنشور ذي الصلة الدليل التمهيدي لـ EEG
في المختبر، يمكن للعلماء قياس التوقيت والحجم والتردد لموجات الدماغ لتحديد مدى انخراط أو عدم انخراط العقل في المهام. على سبيل المثال، عندما يرى الشخص أو يسمع شيئًا كان يتابعه، يظهر EEG له استجابة محددة جدًا تسمى P300، وهي موجة كبيرة السعة تحدث بعد حوالي 300 مللي ثانية من ظهور الجسم [3]. وبالمثل، يمكن أن يشير نقصان في تذبذبات الألفا إلى أن شخصًا ما يركز بشكل كبير على شيء [4]. كما أن الدوخة تنتج توقيعات EEG قابلة للكشف عن طريق التغيرات في تذبذبات الدلتا والثيتا والألفا [5].
كيف يمكننا قياس الانتباه في سيارة؟
في المركبات يمكننا قياس الانتباه والنعاس باستخدام الأساليب السلوكية. على سبيل المثال، يمكن للكاميرات تتبع أعين السائقين للتأكد من أنهم ينظرون إلى الطريق. وبالمثل، يمكن للكاميرات اكتشاف عندما تبدأ رؤوس السائقين في الانحناء مما يشير إلى أنهم يشعرون بالنعاس. ومع ذلك، مجرد أن شخصًا ما ينظر إلى الطريق أو أن رأسه لا ينخفض لا يعني أنهم يركزون أو أنهم ليسوا مرهقين. يمكن أن يعزز EEG من اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يتمكنوا حتى من التنبؤ بها قبل أن يتم كشفها سلوكيًا.
علم الأعصاب في مقعد السائق - يمكن أن يعزز EEG من اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يمكنه حتى التنبؤ بها قبل أن يمكن اكتشافها سلوكيًا.
في 2020، أجرى الباحثون مراجعة منهجية للدراسات التي استخدمت سماعات EEG المتاحة تجاريًا للكشف عن النعاس في الوقت الحقيقي [6]. أشاروا إلى أن السماعات الأكثر استخدامًا في هذه الدراسات هي تلك التي تصنعها EMOTIV، تليها Neurosky وInteraxon وOpenBCI. بالنسبة لاكتشاف النعاس، وجدوا أن حتى الميزات الأساسية لـ EEG ، مثل التذبذبات الترددية، يمكن استخدامها لاكتشاف النعاس. ومع ذلك، لاحظوا أنه في العديد من الحالات، "يبقى تحسين الخوارزمية ضروريًا"، مما يعني أن خوارزميات التعلم الآلي أدت إلى اكتشافات أكثر دقة.
الاستفادة من EEG التجارية والخوارزميات المعتمدة على التعلم الآلي للمساعدةفي الحفاظ على سلامتنا
كانت EMOTIV رائدة في EEG التجاري لأكثر من عقد. خلال هذا الوقت، قامت بتطوير أنظمة EEG في أشكال متنوعة، من الأغطية البحثية التقليدية بـ 32 قناة إلى سماعات أذن باستخدام قناتين. تمثل الأنظمة ذات الأشكال المدمجة، مثل سماعات MN8 أو Insight، الخطوات الأولى نحو التقنية العصبية القابلة للارتداء في الحياة اليومية. من خلال دمج هذه الأنواع من الأجهزة في ضوابط السيارات، قد نتمكن من منع الحوادث قبل أن تحدث الحالات الذهنية المساهمة.
علم الأعصاب في مقعد السائق - الاستفادة من EEG التجارية والخوارزميات المعتمدة على التعلم الآلي للمساعدة في الحفاظ على سلامتنا.
دمج أجهزة EEG في المركبات هو جزء فقط من الحل. من أجل الاستفادة من بيانات الدماغ المكتسبة، نحتاج إلى معالجتها في مقاييس مفيدة. تحقق خوارزميات التعلم الآلي المعقدة هذا عن طريق فك شفرة بيانات EEG إلى ميزات يمكنها فهرسة الحالات الذهنية المحددة. حتى الآن، قدمت EMOTIV سبع اكتشافات: الإحباط، والاهتمام، والاسترخاء، والانخراط، والإثارة، والانتباه، والضغط. عمل مهندسو EMOTIV عن كثب مع علماء الأعصاب لتطوير هذه الاكتشافات من خلال دراسات تجريبية شاقة تستخدم بروتوكولات معروفة تحفز هذه الحالات. في مجال السيارات، يقوم Emotiv حاليًا بضبط اكتشاف تشتيت السائق الذي تم تطويره داخل محاكاة قيادة. يتبع ذلك نتائج واعدة من تعاون مع نادي السيارات الملكي في أستراليا الغربية، الذي أسفر عن سيارة مدفوعة بالانتباه تبطئ عندما يتلاشى الانتباه [7]. يمكنك العثور على بعض مقاطع الفيديو للتعاون والنتائج على YouTube .
علم الأعصاب ومستقبل القيادة
علم الأعصاب في مقعد السائق - علم الأعصاب ومستقبل القيادة.
من التدخلات المبكرة مثل أحزمة الأمان والشرائط المرتجفة إلى التدخلات الحديثة مثل الفرملة التلقائية الطارئة والمقود المساعد، أصبحت سياراتنا أكثر أمانًا بكثير. ومع ذلك، فإن عدد الأشخاص الذين يموتون من الحوادث كل عام يوضح أننا لا نزال بعيدين عن الوصول إلى النقطة التي يمكن فيها اعتبار المركبات "آمنة". مع تقدم التكنولوجيا، لا شك أن سياراتنا ستستمر في التحسن من ناحية الأمان، ولكن طالما بقي البشر هم المشغلون الأساسيون للمركبات، ستستمر الحوادث الناتجة عن الإنسان. تمثل تقنية EEG وسيلة واعدة خاصة لتخفيف العامل البشري من خلال اكتشاف المؤشرات الدقيقة والتدخل قبل وقوع الشروط التي تسبب الحوادث.
المراجع
كتبه الدكتور نيكولاس ويليامز ، عالم أبحاث في EMOTIV.
قبل بضعة أشهر ، عدت إلى الولايات المتحدة بعد ثماني سنوات من العيش في الخارج. جزء من البدء من جديد يتطلب شراء كل الأشياء التي يحتاجها المرء للحياة. بالإضافة إلى الأريكة والسرير وطاولة الطعام ، كنت بالطبع بحاجة إلى سيارة. نظرًا لاعتباري نفسي شخصًا ذكيًا ماليًا ، كنت أبحث حصريًا عن الطرز القديمة والفعالة من حيث التكلفة ولكن سرعان ما شعرت بالإحباط من الأسعار المرتفعة والمخزون القليل. كان سوق السيارات المستعملة لعام 2021 يجبرني بفعالية على شراء جديد، وهو ما قمت به في النهاية. لكن سرعان ما حل الحماس اللامحدود للراحة والميزات التي جاءت مع تويوتا SUV الجديدة محل استيائي من انتهاك مبادئ التمويل الشخصي الأساسية.
لقد أذهلتني بشكل خاص ميزات القيادة الذاتية التي كنت أقرأ عنها حتى هذه اللحظة. جعلت المقود المساعد والرادار الأمامي القيادة الطويلة سهلاً. لم يكن علي سوى أن أتابع الطريق وأضع يدي على عجلة القيادة وكانت سيارتي تقود نفسها عمليًا. عامل في تجنب التصادم ، ومراقبة النقاط العمياء ، وكاميرات الرؤية الخلفية مع نظام تنبيه للتأكد من أنني لم أتراجع إلى أي شخص يعبر خلفي، وكانت هذه السيارة الجديدة بشكل موضوعي أكثر أمانًا بمقدار كبير مقارنة بسيارات الطراز القديم التي كنت أقودها في معظم العقد الماضي.
السيارات بالطبع لا تقود نفسها بعد. بينما لديهم ميزات أمان وقيادة ذاتية لطيفة ، لا تزال السيارات تتطلب إشراف سائق وعند الضرورة تدخل. نحن بعيدون عن إزالة العنصر البشري من القيادة وهذا العنصر هو المسئول غالبًا عن حوادث السيارات والوفيات. البشر يرتكبون الأخطاء خلف عجلة القيادة. سواء قرروا أن تشغيل السيارة بعد تناول الكحول فكرة جيدة ، أو أن السرعة ممتعة ، أو أنهم بحاجة إلى الخروج فقط قليلاً قبل أن يتوقفوا للراحة لأنفسهم المتعبة، فإن البشر يسببون العديد من الحوادث القابلة للتجنب.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
وفقًا للإدارة الوطنية للسلامة المرورية على الطرق السريعة (NHTSA)، كان هناك 36,096 حالة وفاة بسبب حوادث المرور في 2019. بالنسبة لعام 2020، يُقدر أن الوفيات تجاوزت 38,000 [1]. نسبة كبيرة من هذه الحوادث ناتجة عن القيادة الخطرة وبالتالي يمكن تجنبها. حددت NHTSA ستة أنواع من القيادة الخطرة: السرعة، وقادة القيادة تحت تأثير الكحول والمخدرات، وعدم استخدام (أو الاستخدام الغير صحيح) لأحزمة الأمان، والقيادة المشوشة، والقيادة المرهقة. نظرًا لأن ثلثي جميع الوفيات المرورية يمكن إرجاعها إلى السرعة والقيادة المعيبة، فإن العديد من حملات التدخل تهدف بشكل صحيح إلى معالجة هذه المخاطر. ومع ذلك، تسبب القيادة المشوشة والقيادة المرهقة في عدد غير بسيط من الوفيات مع 3,142 وفاة مرتبطة بالانتباه و 697 وفاة مرتبطة بالشعور بالنعاس في 2019 [2].
استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المعمل
علم الأعصاب في مقعد السائق - استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المختبر.
يستخدم علماء الأعصاب طرقًا متنوعة لقياس الانتباه في المختبر. واحدة من هذه الطرق تستفيد من حقيقة أن دماغنا يطلق كميات صغيرة من الكهرباء عندما تطلق الخلايا العصبية إشاراتها. باستخدام جهاز التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG)، يمكننا قياس التقلبات في هذه الكهرباء لفهم متى وأين يكون الدماغ نشطًا. تُعرف سرعة هذه التقلبات أو ترددها بالتذبذبات، أو بشكل أكثر شيوعًا، موجات الدماغ. يمكن أن يوفر تردد موجات الدماغ Insight في الحالات الذهنية أو العمليات.
على سبيل المثال، تُعرف موجات الدماغ التي تتأرجح بين 14 إلى 30 مرة في الثانية (أو 14 - 30 هرتز) باسم الموجات البيتا وترتبط بمستويات عالية من الانخراط الذهني. التذبذبات في مدى 8 - 13 هرتز تُعرف بالموجات الألفا وتوجد بشكل عام أثناء فترات الاسترخاء أو الانتباه السلبي. على سبيل المثال، سترى غالبًا موجات ألفا عندما يتأمل الشخص. موجات ثيتا هي تذبذبات بين 4 و 7 هرتز وتظهر عند الاسترخاء العميق أو النعاس. أبطأ الموجات هي موجات دلتا (1 - 4 هرتز) وتلاحظ عندما يكون الشخص نائمًا بعمق.
راجع المنشور ذي الصلة الدليل التمهيدي لـ EEG
في المختبر، يمكن للعلماء قياس التوقيت والحجم والتردد لموجات الدماغ لتحديد مدى انخراط أو عدم انخراط العقل في المهام. على سبيل المثال، عندما يرى الشخص أو يسمع شيئًا كان يتابعه، يظهر EEG له استجابة محددة جدًا تسمى P300، وهي موجة كبيرة السعة تحدث بعد حوالي 300 مللي ثانية من ظهور الجسم [3]. وبالمثل، يمكن أن يشير نقصان في تذبذبات الألفا إلى أن شخصًا ما يركز بشكل كبير على شيء [4]. كما أن الدوخة تنتج توقيعات EEG قابلة للكشف عن طريق التغيرات في تذبذبات الدلتا والثيتا والألفا [5].
كيف يمكننا قياس الانتباه في سيارة؟
في المركبات يمكننا قياس الانتباه والنعاس باستخدام الأساليب السلوكية. على سبيل المثال، يمكن للكاميرات تتبع أعين السائقين للتأكد من أنهم ينظرون إلى الطريق. وبالمثل، يمكن للكاميرات اكتشاف عندما تبدأ رؤوس السائقين في الانحناء مما يشير إلى أنهم يشعرون بالنعاس. ومع ذلك، مجرد أن شخصًا ما ينظر إلى الطريق أو أن رأسه لا ينخفض لا يعني أنهم يركزون أو أنهم ليسوا مرهقين. يمكن أن يعزز EEG من اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يتمكنوا حتى من التنبؤ بها قبل أن يتم كشفها سلوكيًا.
علم الأعصاب في مقعد السائق - يمكن أن يعزز EEG من اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يمكنه حتى التنبؤ بها قبل أن يمكن اكتشافها سلوكيًا.
في 2020، أجرى الباحثون مراجعة منهجية للدراسات التي استخدمت سماعات EEG المتاحة تجاريًا للكشف عن النعاس في الوقت الحقيقي [6]. أشاروا إلى أن السماعات الأكثر استخدامًا في هذه الدراسات هي تلك التي تصنعها EMOTIV، تليها Neurosky وInteraxon وOpenBCI. بالنسبة لاكتشاف النعاس، وجدوا أن حتى الميزات الأساسية لـ EEG ، مثل التذبذبات الترددية، يمكن استخدامها لاكتشاف النعاس. ومع ذلك، لاحظوا أنه في العديد من الحالات، "يبقى تحسين الخوارزمية ضروريًا"، مما يعني أن خوارزميات التعلم الآلي أدت إلى اكتشافات أكثر دقة.
الاستفادة من EEG التجارية والخوارزميات المعتمدة على التعلم الآلي للمساعدةفي الحفاظ على سلامتنا
كانت EMOTIV رائدة في EEG التجاري لأكثر من عقد. خلال هذا الوقت، قامت بتطوير أنظمة EEG في أشكال متنوعة، من الأغطية البحثية التقليدية بـ 32 قناة إلى سماعات أذن باستخدام قناتين. تمثل الأنظمة ذات الأشكال المدمجة، مثل سماعات MN8 أو Insight، الخطوات الأولى نحو التقنية العصبية القابلة للارتداء في الحياة اليومية. من خلال دمج هذه الأنواع من الأجهزة في ضوابط السيارات، قد نتمكن من منع الحوادث قبل أن تحدث الحالات الذهنية المساهمة.
علم الأعصاب في مقعد السائق - الاستفادة من EEG التجارية والخوارزميات المعتمدة على التعلم الآلي للمساعدة في الحفاظ على سلامتنا.
دمج أجهزة EEG في المركبات هو جزء فقط من الحل. من أجل الاستفادة من بيانات الدماغ المكتسبة، نحتاج إلى معالجتها في مقاييس مفيدة. تحقق خوارزميات التعلم الآلي المعقدة هذا عن طريق فك شفرة بيانات EEG إلى ميزات يمكنها فهرسة الحالات الذهنية المحددة. حتى الآن، قدمت EMOTIV سبع اكتشافات: الإحباط، والاهتمام، والاسترخاء، والانخراط، والإثارة، والانتباه، والضغط. عمل مهندسو EMOTIV عن كثب مع علماء الأعصاب لتطوير هذه الاكتشافات من خلال دراسات تجريبية شاقة تستخدم بروتوكولات معروفة تحفز هذه الحالات. في مجال السيارات، يقوم Emotiv حاليًا بضبط اكتشاف تشتيت السائق الذي تم تطويره داخل محاكاة قيادة. يتبع ذلك نتائج واعدة من تعاون مع نادي السيارات الملكي في أستراليا الغربية، الذي أسفر عن سيارة مدفوعة بالانتباه تبطئ عندما يتلاشى الانتباه [7]. يمكنك العثور على بعض مقاطع الفيديو للتعاون والنتائج على YouTube .
علم الأعصاب ومستقبل القيادة
علم الأعصاب في مقعد السائق - علم الأعصاب ومستقبل القيادة.
من التدخلات المبكرة مثل أحزمة الأمان والشرائط المرتجفة إلى التدخلات الحديثة مثل الفرملة التلقائية الطارئة والمقود المساعد، أصبحت سياراتنا أكثر أمانًا بكثير. ومع ذلك، فإن عدد الأشخاص الذين يموتون من الحوادث كل عام يوضح أننا لا نزال بعيدين عن الوصول إلى النقطة التي يمكن فيها اعتبار المركبات "آمنة". مع تقدم التكنولوجيا، لا شك أن سياراتنا ستستمر في التحسن من ناحية الأمان، ولكن طالما بقي البشر هم المشغلون الأساسيون للمركبات، ستستمر الحوادث الناتجة عن الإنسان. تمثل تقنية EEG وسيلة واعدة خاصة لتخفيف العامل البشري من خلال اكتشاف المؤشرات الدقيقة والتدخل قبل وقوع الشروط التي تسبب الحوادث.
المراجع
كتبه الدكتور نيكولاس ويليامز ، عالم أبحاث في EMOTIV.
قبل بضعة أشهر ، عدت إلى الولايات المتحدة بعد ثماني سنوات من العيش في الخارج. جزء من البدء من جديد يتطلب شراء كل الأشياء التي يحتاجها المرء للحياة. بالإضافة إلى الأريكة والسرير وطاولة الطعام ، كنت بالطبع بحاجة إلى سيارة. نظرًا لاعتباري نفسي شخصًا ذكيًا ماليًا ، كنت أبحث حصريًا عن الطرز القديمة والفعالة من حيث التكلفة ولكن سرعان ما شعرت بالإحباط من الأسعار المرتفعة والمخزون القليل. كان سوق السيارات المستعملة لعام 2021 يجبرني بفعالية على شراء جديد، وهو ما قمت به في النهاية. لكن سرعان ما حل الحماس اللامحدود للراحة والميزات التي جاءت مع تويوتا SUV الجديدة محل استيائي من انتهاك مبادئ التمويل الشخصي الأساسية.
لقد أذهلتني بشكل خاص ميزات القيادة الذاتية التي كنت أقرأ عنها حتى هذه اللحظة. جعلت المقود المساعد والرادار الأمامي القيادة الطويلة سهلاً. لم يكن علي سوى أن أتابع الطريق وأضع يدي على عجلة القيادة وكانت سيارتي تقود نفسها عمليًا. عامل في تجنب التصادم ، ومراقبة النقاط العمياء ، وكاميرات الرؤية الخلفية مع نظام تنبيه للتأكد من أنني لم أتراجع إلى أي شخص يعبر خلفي، وكانت هذه السيارة الجديدة بشكل موضوعي أكثر أمانًا بمقدار كبير مقارنة بسيارات الطراز القديم التي كنت أقودها في معظم العقد الماضي.
السيارات بالطبع لا تقود نفسها بعد. بينما لديهم ميزات أمان وقيادة ذاتية لطيفة ، لا تزال السيارات تتطلب إشراف سائق وعند الضرورة تدخل. نحن بعيدون عن إزالة العنصر البشري من القيادة وهذا العنصر هو المسئول غالبًا عن حوادث السيارات والوفيات. البشر يرتكبون الأخطاء خلف عجلة القيادة. سواء قرروا أن تشغيل السيارة بعد تناول الكحول فكرة جيدة ، أو أن السرعة ممتعة ، أو أنهم بحاجة إلى الخروج فقط قليلاً قبل أن يتوقفوا للراحة لأنفسهم المتعبة، فإن البشر يسببون العديد من الحوادث القابلة للتجنب.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
وفقًا للإدارة الوطنية للسلامة المرورية على الطرق السريعة (NHTSA)، كان هناك 36,096 حالة وفاة بسبب حوادث المرور في 2019. بالنسبة لعام 2020، يُقدر أن الوفيات تجاوزت 38,000 [1]. نسبة كبيرة من هذه الحوادث ناتجة عن القيادة الخطرة وبالتالي يمكن تجنبها. حددت NHTSA ستة أنواع من القيادة الخطرة: السرعة، وقادة القيادة تحت تأثير الكحول والمخدرات، وعدم استخدام (أو الاستخدام الغير صحيح) لأحزمة الأمان، والقيادة المشوشة، والقيادة المرهقة. نظرًا لأن ثلثي جميع الوفيات المرورية يمكن إرجاعها إلى السرعة والقيادة المعيبة، فإن العديد من حملات التدخل تهدف بشكل صحيح إلى معالجة هذه المخاطر. ومع ذلك، تسبب القيادة المشوشة والقيادة المرهقة في عدد غير بسيط من الوفيات مع 3,142 وفاة مرتبطة بالانتباه و 697 وفاة مرتبطة بالشعور بالنعاس في 2019 [2].
استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المعمل
علم الأعصاب في مقعد السائق - استخدام علم الأعصاب لقياس الانتباه في المختبر.
يستخدم علماء الأعصاب طرقًا متنوعة لقياس الانتباه في المختبر. واحدة من هذه الطرق تستفيد من حقيقة أن دماغنا يطلق كميات صغيرة من الكهرباء عندما تطلق الخلايا العصبية إشاراتها. باستخدام جهاز التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG)، يمكننا قياس التقلبات في هذه الكهرباء لفهم متى وأين يكون الدماغ نشطًا. تُعرف سرعة هذه التقلبات أو ترددها بالتذبذبات، أو بشكل أكثر شيوعًا، موجات الدماغ. يمكن أن يوفر تردد موجات الدماغ Insight في الحالات الذهنية أو العمليات.
على سبيل المثال، تُعرف موجات الدماغ التي تتأرجح بين 14 إلى 30 مرة في الثانية (أو 14 - 30 هرتز) باسم الموجات البيتا وترتبط بمستويات عالية من الانخراط الذهني. التذبذبات في مدى 8 - 13 هرتز تُعرف بالموجات الألفا وتوجد بشكل عام أثناء فترات الاسترخاء أو الانتباه السلبي. على سبيل المثال، سترى غالبًا موجات ألفا عندما يتأمل الشخص. موجات ثيتا هي تذبذبات بين 4 و 7 هرتز وتظهر عند الاسترخاء العميق أو النعاس. أبطأ الموجات هي موجات دلتا (1 - 4 هرتز) وتلاحظ عندما يكون الشخص نائمًا بعمق.
راجع المنشور ذي الصلة الدليل التمهيدي لـ EEG
في المختبر، يمكن للعلماء قياس التوقيت والحجم والتردد لموجات الدماغ لتحديد مدى انخراط أو عدم انخراط العقل في المهام. على سبيل المثال، عندما يرى الشخص أو يسمع شيئًا كان يتابعه، يظهر EEG له استجابة محددة جدًا تسمى P300، وهي موجة كبيرة السعة تحدث بعد حوالي 300 مللي ثانية من ظهور الجسم [3]. وبالمثل، يمكن أن يشير نقصان في تذبذبات الألفا إلى أن شخصًا ما يركز بشكل كبير على شيء [4]. كما أن الدوخة تنتج توقيعات EEG قابلة للكشف عن طريق التغيرات في تذبذبات الدلتا والثيتا والألفا [5].
كيف يمكننا قياس الانتباه في سيارة؟
في المركبات يمكننا قياس الانتباه والنعاس باستخدام الأساليب السلوكية. على سبيل المثال، يمكن للكاميرات تتبع أعين السائقين للتأكد من أنهم ينظرون إلى الطريق. وبالمثل، يمكن للكاميرات اكتشاف عندما تبدأ رؤوس السائقين في الانحناء مما يشير إلى أنهم يشعرون بالنعاس. ومع ذلك، مجرد أن شخصًا ما ينظر إلى الطريق أو أن رأسه لا ينخفض لا يعني أنهم يركزون أو أنهم ليسوا مرهقين. يمكن أن يعزز EEG من اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يتمكنوا حتى من التنبؤ بها قبل أن يتم كشفها سلوكيًا.
علم الأعصاب في مقعد السائق - يمكن أن يعزز EEG من اكتشاف هذه الحالات الخطرة. قد يمكنه حتى التنبؤ بها قبل أن يمكن اكتشافها سلوكيًا.
في 2020، أجرى الباحثون مراجعة منهجية للدراسات التي استخدمت سماعات EEG المتاحة تجاريًا للكشف عن النعاس في الوقت الحقيقي [6]. أشاروا إلى أن السماعات الأكثر استخدامًا في هذه الدراسات هي تلك التي تصنعها EMOTIV، تليها Neurosky وInteraxon وOpenBCI. بالنسبة لاكتشاف النعاس، وجدوا أن حتى الميزات الأساسية لـ EEG ، مثل التذبذبات الترددية، يمكن استخدامها لاكتشاف النعاس. ومع ذلك، لاحظوا أنه في العديد من الحالات، "يبقى تحسين الخوارزمية ضروريًا"، مما يعني أن خوارزميات التعلم الآلي أدت إلى اكتشافات أكثر دقة.
الاستفادة من EEG التجارية والخوارزميات المعتمدة على التعلم الآلي للمساعدةفي الحفاظ على سلامتنا
كانت EMOTIV رائدة في EEG التجاري لأكثر من عقد. خلال هذا الوقت، قامت بتطوير أنظمة EEG في أشكال متنوعة، من الأغطية البحثية التقليدية بـ 32 قناة إلى سماعات أذن باستخدام قناتين. تمثل الأنظمة ذات الأشكال المدمجة، مثل سماعات MN8 أو Insight، الخطوات الأولى نحو التقنية العصبية القابلة للارتداء في الحياة اليومية. من خلال دمج هذه الأنواع من الأجهزة في ضوابط السيارات، قد نتمكن من منع الحوادث قبل أن تحدث الحالات الذهنية المساهمة.
علم الأعصاب في مقعد السائق - الاستفادة من EEG التجارية والخوارزميات المعتمدة على التعلم الآلي للمساعدة في الحفاظ على سلامتنا.
دمج أجهزة EEG في المركبات هو جزء فقط من الحل. من أجل الاستفادة من بيانات الدماغ المكتسبة، نحتاج إلى معالجتها في مقاييس مفيدة. تحقق خوارزميات التعلم الآلي المعقدة هذا عن طريق فك شفرة بيانات EEG إلى ميزات يمكنها فهرسة الحالات الذهنية المحددة. حتى الآن، قدمت EMOTIV سبع اكتشافات: الإحباط، والاهتمام، والاسترخاء، والانخراط، والإثارة، والانتباه، والضغط. عمل مهندسو EMOTIV عن كثب مع علماء الأعصاب لتطوير هذه الاكتشافات من خلال دراسات تجريبية شاقة تستخدم بروتوكولات معروفة تحفز هذه الحالات. في مجال السيارات، يقوم Emotiv حاليًا بضبط اكتشاف تشتيت السائق الذي تم تطويره داخل محاكاة قيادة. يتبع ذلك نتائج واعدة من تعاون مع نادي السيارات الملكي في أستراليا الغربية، الذي أسفر عن سيارة مدفوعة بالانتباه تبطئ عندما يتلاشى الانتباه [7]. يمكنك العثور على بعض مقاطع الفيديو للتعاون والنتائج على YouTube .
علم الأعصاب ومستقبل القيادة
علم الأعصاب في مقعد السائق - علم الأعصاب ومستقبل القيادة.
من التدخلات المبكرة مثل أحزمة الأمان والشرائط المرتجفة إلى التدخلات الحديثة مثل الفرملة التلقائية الطارئة والمقود المساعد، أصبحت سياراتنا أكثر أمانًا بكثير. ومع ذلك، فإن عدد الأشخاص الذين يموتون من الحوادث كل عام يوضح أننا لا نزال بعيدين عن الوصول إلى النقطة التي يمكن فيها اعتبار المركبات "آمنة". مع تقدم التكنولوجيا، لا شك أن سياراتنا ستستمر في التحسن من ناحية الأمان، ولكن طالما بقي البشر هم المشغلون الأساسيون للمركبات، ستستمر الحوادث الناتجة عن الإنسان. تمثل تقنية EEG وسيلة واعدة خاصة لتخفيف العامل البشري من خلال اكتشاف المؤشرات الدقيقة والتدخل قبل وقوع الشروط التي تسبب الحوادث.
المراجع
