Ученые ЛЭТИ создали кресло, которое позволяет отслеживать функциональное состояние человека. Разработка поможет повысить безопасность железнодорожного транспорта, а в перспективе и других критически важных отраслей экономики.
Сегодня большое количество объектов транспортной, промышленной и оборонной инфраструктуры контролируется и функционирует при помощи одного или нескольких операторов, машинистов, водителей или единых информационных центров с целой командой специалистов.
От психофизиологического состояния сотрудников этой сферы часто зависит безопасность и правильное функционирование различных систем. Такие состояния человека как усталость, стресс, сонливость на рабочем месте могут приводить к серьезным авариям.
Руководитель работ, профессор кафедры вычислительной техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Юлия Шичкина«Мы разработали кресло, которое позволяет определять стрессовые состояния человека по его позе в положении сидя. Характеристики позы помогают выявить его эмоциональное состояние, которое, в частности, может свидетельствовать об усталости, сонливости и прочих негативных факторах в процессе работы».
Внешне разработка выглядит как обычное офисное кресло с высокой спинкой. Однако внутри сиденья кресла расположены 16 специальных (тензометрических) датчиков, которые определяют положение пользователя в зависимости от распределения веса. Столько же сенсоров расположено в спинке кресла. Кроме того, в поручни кресла встроены датчики, позволяющие при касании контролировать частоту сердечного ритма и температуру тела.
Данные, полученные от датчиков, оцифровываются и передаются в компьютер. Затем при помощи созданного учеными программного обеспечения сигналы фильтруются и используются для оценки и прогнозирования различных состояний человека. В основе метода оценки эмоционального состояния человека по характеристикам его позы лежит концепция коэволюционирующего гибридного интеллекта, ранее предложенная специалистами СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
В качестве эксперимента ученые совместно с психологом изучили характеристики 20 респондентов в различных эмоциональных состояниях во время сидения в кресле. В итоге удалось установить корреляции между параметрами позы каждого оператора и его конкретным психологическим состоянием. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Sensors.
Доцент кафедры ВТ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ольга Буренева«Анализ позы на основе данных нашего кресла помогает определять эмоциональное состояние каждого конкретного оператора во время работы после предварительного исследования его личных характеристик. Среди преимуществ разработки – использование сравнительно недорогих компонентов, простота в применении, поскольку на оператора не требуется накладывать какие-либо датчики, которые могут мешать его работе. Мы рассчитываем, что в перспективе кресло найдет применение у сотрудников сложных промышленных объектов, например, атомных станций. Кроме того, сейчас интерес к разработке проявляет ОАО «РЖД», где кресло поможет контролировать состояние машинистов».
Разработка кресла ведется в рамках Научного центра мирового уровня Павловский центр «Интегративная физиология – медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости», в состав которого входят СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и три учреждения РАН – Институт физиологии им. И.П. Павлова, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова и Институт медико-биологических проблем.
В рамках НЦМУ в ЛЭТИ проводятся прорывные исследования и осуществляются разработки, основанные на применении сильного гибридного интеллекта в медицине. Так, ранее ученые университета разработали треморограф – устройство для выявления нарушений нейромоторных реакций по параметрам функционального тремора и оценки состояния центральной нервной системы человека.
В настоящий момент в НЦМУ на базе СПбГЭТУ «ЛЭТИ» ведется еще ряд разработок, направленных на определение когнитивного дефицита человека и коррекции когнитивных функций, оценки и коррекции состояния человека во время спортивных тренировок. Результаты исследований имеют широкий спектр применения: спорт, медицина, транспорт, а также любые организации, где от психофизиологического состояния человека зависит безопасность людей и окружающей среды.
