Les scientifiques ont inventé un tatouage électronique et temporaire conçu pour mesurer la charge de travail mental du porteur – et ils espèrent que cela pourrait aider à signaler lorsque les gens en position à haute pression, comme le contrôle du trafic aérien, ont besoin d’une pause.
Au cours de la dernière année, plusieurs catastrophes de haut niveau ont souligné les risques associés à la poussée du personnel surmené à leurs limites. Une tragédie notable s’est produite en janvier, lorsqu’une collision en plein air entre un hélicoptère et un avion de passagers a tué 55 personnes. C’est arrivé à un moment où Le personnel de la tour de l’aéroport national Reagan n’était « pas normal » et les contrôleurs de circulation aérienne uniques couvraient les travaux généralement affectés à plusieurs contrôleurs.
Ces incidents révèlent un certain nombre de problèmes urgents, notamment le besoin de meilleurs systèmes pour évaluer la charge mentale dans des emplois à haute pression qui nécessitent une concentration intense, a déclaré les scientifiques à la nouvelle « e-tattoo » à Live Science. Les chercheurs ont décrit leur nouveau système dans un article publié le 29 mai dans la revue Appareil.
Le Tattoo E fonctionne en détectant les ondes cérébrales à travers le front du porteur et en utilisant ces données pour évaluer l’effort mental qu’ils exercent. Les créateurs disent que leur système offre une approche plus rapide et plus objective que les méthodes existantes.
L’approche actuelle standard pour évaluer la charge de travail mental est l’auto-déclaration – en d’autres termes, les gens surveilleront leur propre fatigue et rapporteront lorsqu’ils sont dépensés, ledit co-auteur de l’étude Nanshu luprofesseur d’ingénierie à l’Université du Texas (UT) à Austin. Mais malheureusement, « les humains ne sont pas très bons pour juger et évaluer leur propre performance mentale », a déclaré Lu à Live Science.
Pour cette raison, les chercheurs ont poursuivi des marqueurs physiologiques objectifs de la fatigue mentale en enregistrant l’activité cérébrale. La façon la moins invasive de surveiller l’activité cérébrale est par l’électroencéphalographie (EEG), une technique qui utilise des électrodes soigneusement placées pour mesurer les signaux électriques pulsant sur le cuir chevelu.
Les appareils EEG conventionnels ressemblent à des bouchons de douche, mais pour garantir une connexion stable, une substance conductrice, comme un gel spécial, doit généralement être appliquée au cuir chevelu. De plus, une multitude de fils s’étendent des électrodes du capuchon à une machine qui recueille les données électriques, ce qui donne l’impression que les participants portent un bol de spaghettis électriques.
Le nouveau système de Lu, développé en collaboration avec le co-auteur et collègue professeur d’ingénierie UT Luis Sentisutilise un autocollant adhésif jetable à base de polymère – le « tatouage » – personnalisé à la forme du visage du porteur. Ceci est associé à un système de batterie et d’électrode léger qui enregistre les ondes cérébrales du front de l’utilisateur.
Les ondes cérébrales entrent différentes fréquencesallant de plus lent (delta et thêta) à plus rapide (alpha, bêta et gamma). Des études antérieures ont lié Degrés de charge de travail mental à des modèles distincts de ces différentes ondes cérébrales.
Lu et Sentis ont mené une petite étude pilote pour tester leur appareil. Six participants ont porté le plafond alors qu’ils entreprennent un test de mémoire qui s’est accéléré en difficulté à chaque tour. À mesure que le défi augmentait, les ondes delta et thêta des participants ont augmenté en puissance, tandis que leurs ondes alpha, bêta et gamma ont diminué – une constatation indiquant une charge mentale accrue.
La corrélation de l’e-Tattoo avec l’indice de la NASA était « similaire à l’utilisation d’un capteur de cerveau entièrement capitaine », a déclaré Sentis à Live Science. La sueur des utilisateurs a en fait aidé le système en réduisant l’impédance électrique et en améliorant la précision de l’enregistrement au fil du temps. « Cela s’améliore plus que vous le portez », a déclaré Gert Cauwenberghsprofesseur de bio-ingénierie à l’Université de Californie à San Diego qui n’a pas été impliqué dans l’étude.
Cependant, la nouvelle approche présente certains inconvénients. Actuellement, le système ne peut enregistrer que de la peau sans poils, comme le front, a déclaré Lu, tandis que les capuchons EEG conventionnels enregistrent de nombreuses électrodes à travers tout le cuir chevelu. L’équipe espère surmonter cela en utilisant une approche qui imprime les circuits à base d’encre directement sur le cuir chevelu.
Le système actuel enregistre en temps réel, comme EEG standard, mais l’analyse de ces données électriques est traitée séparément sur un ordinateur. Lu a déclaré que les travailleurs des emplois à haute pression bénéficieraient probablement d’une évaluation et d’une rétroaction en direct. La prochaine cible de l’équipe est de construire un réseau neuronal – un autre type de modèle d’intelligence artificielle – dans la puce Bluetooth du tatouage. Cela permettrait à l’enregistrement et à l’analyse des données d’être effectuées entièrement dans le tatouage lui-même.
« Qu’il s’agisse de pilotes ou de chauffeurs, superviseurs des systèmes robotiques – nous allons probablement voir une charge mentale plus élevée de personnes effectuant des tâches critiques », a déclaré Sentis. « Je vois ces capteurs utilisés en temps réel très bientôt », a-t-il déclaré.
Cauwenberghs a convenu que la technologie pourrait être prête pour les applications commerciales, mais il s’est demandé si les employeurs et les employés seraient prêts à adopter une technologie aussi envahissante au nom de la sécurité.
