Исследование было проведено в Университете Лестера при финансовой поддержке Исследовательского совета по инженерным и физическим наукам (EPSRC) и в сотрудничестве с Университетом Буэнос-Айреса в Аргентине.
Этот прорыв предполагает объединение двух последних достижений в мире технологий: высокоскоростного отслеживания движения глаз, которое регистрирует движения глаз с беспрецедентной детализацией с помощью ультрасовременных инфракрасных камер *; и технология электроэнцефалографа ** (ЭЭГ) высокой плотности, которая измеряет электрическую активность мозга с точностью до миллисекунды с помощью электродов, размещенных на коже черепа.
Исследование преодолело предыдущие технологические проблемы, которые затрудняли одновременный мониторинг движения глаз и активности мозга. Команда добилась этого, разработав новые методы обработки сигналов.
Это может быть первым шагом на пути к системе, которая сочетает в себе мониторинг мозга и глаз, чтобы автоматически предупреждать водителей, проявляющих признаки сонливости. Система будет встроена в автомобиль и незаметно подключена к водителю, а ЭЭГ будет отслеживать сигналы мозга, которые возникают только на ранних стадиях сонливости. Айтрекер усилил бы это, отыскивая беспорядочные модели взгляда, которые являются симптомами того, что кто-то начинает чувствовать сонливость, и отличаются от тех, которые характерны для того, кто водит машину, постоянно высматривая опасности. По оценкам, усталость является причиной около 20% дорожно-транспортных происшествий на автомагистралях Великобритании.***
Прорыв, достигнутый Лестерским университетом, в конечном итоге может быть использован для предоставления многих других повседневных приложений в предстоящие годы. Например:
Компьютерные игры будущего могут избавить игрока от необходимости физически взаимодействовать с любым типом консоли, мыши или другой системы с ручным управлением. Вместо этого будут собираться и обрабатываться данные о движении глаз и активности мозга, чтобы указать, какое действие хочет предпринять игрок.
Выявляя крошечные различия в различных типах мозговой активности, ЭЭГ будет определять точное действие, которое желает игрок (e.грамм. бегать, прыгать или бросать), в то время как данные о движении глаз будут показывать, где именно на экране смотрел игрок, когда у него возникла эта мысль. Эта информация может быть объединена для выполнения правильного действия. Ненавязчивая гарнитура – это все, что потребуется для сбора необходимых данных.
Люди, у которых нет функциональных рук, могут перемещать свои инвалидные коляски просто с помощью движений глаз. Эти движения можно было отслеживать и анализировать соответствующую активность мозга, чтобы определить, когда они указывают на желание двигаться в определенном направлении.
Затем это автоматически активирует механизм рулевого управления и движения, который доставит инвалидную коляску к этому месту.
Этот прорыв также может стать основой для улучшенных тестов для диагностики дислексии и других нарушений чтения.
Текущие тесты вращаются вокруг быстрой последовательности отдельных слов, отображаемых на экране компьютера, в результате чего активность мозга отслеживается с помощью ЭЭГ. Новая техника может позволить испытуемому двигать глазами и читать более длинные отрывки текста естественным образом, делая тесты намного более реалистичными и показательными.
Теперь, когда основная концепция успешно продемонстрирована, команда намерена продолжить свою работу и в конечном итоге разработать программное обеспечение, которое в режиме реального времени автоматически отслеживает как движение глаз, так и активность мозга.
Доктор Матиас Исон, возглавлявший исследование, говорит: «Исторически айтрекинг и ЭЭГ развивались как независимые области. Нам удалось преодолеть проблемы, которые стояли на пути интеграции этих технологий. Это уже привело к лучшему пониманию того, как мозг реагирует на движение глаз. Мониторинг бдительности водителей – лишь одно из многих возможных приложений для этой работы.
Опираясь на фундамент, предоставленный нашим проектом, финансируемым EPSRC, мы надеемся, что первые из них станут осуществимыми в течение следующих трех-пяти лет."
* Инфракрасные камеры, использованные в этом проекте, работали совместно с массивами красных светодиодов (LED); эти светодиоды освещали глаза объекта, и камера воспринимала это отражение.
** Электроэнцефалограф (ЭЭГ) измеряет нервную активность в головном мозге. Обычно прикрепляется к голове с помощью электродов.
Обычная ЭЭГ используется уже несколько десятилетий.
*** Источник: Министерство транспорта.