Brug af smartphone-kameraer til at spore årvågenhed

Vores årvågenhedsniveau stiger og falder i løbet af en arbejdsdag, nogle gange får vores energi til at falde og vores sind til at vandre, ligesom vi skal udføre vigtige opgaver.

For at hjælpe med at forstå disse mønstre og forbedre produktiviteten, Cornell-forskere har udviklet et værktøj, der sporer årvågenhed ved at måle pupilstørrelse, optaget gennem en serie af billeder, der er taget, hver gang brugere låser deres smartphones op.

"Da vores årvågenhed svinger, hvis vi kan finde et mønster, vil det være meget nyttigt at styre og planlægge vores dag, " sagde Vincent W.S. Tseng, en ph.d.-studerende i informationsvidenskab og hovedforfatter af "AlertnessScanner:What Do Your Pupils Fortell About Your Alertness, " præsenteret i september på den 20. internationale konference om menneske-computer-interaktion med mobile enheder og tjenester.

Traditionelle metoder til at analysere årvågenhed har tendens til at være besværlige, ofte inklusiv enheder, der skal bæres. Forskere i Cornell's People-Aware Computing Lab, drevet af Tanzeem Choudhury, lektor i informationsvidenskab og seniorforfatter på undersøgelsen, ønskede at skabe en måde at måle årvågenhed diskret og kontinuerligt.

"Da folk bruger deres telefoner meget ofte i løbet af dagen, vi tænkte, at vi kunne bruge telefoner som et instrument til at forstå og måle deres årvågenhed, " sagde Tseng. "Og da folks øjne er påvirket af deres årvågenhed, vi tænkte på, at når folk kigger på deres telefoner, vi kunne bruge et øjeblik til at måle deres årvågenhed på det tidspunkt."

Når folk er opmærksomme, det sympatiske nervesystem får pupillerne til at udvide sig for at gøre det lettere at tage information til sig. Når de er døsige, det parasympatiske nervesystem får pupillerne til at trække sig sammen.

Papiret, medforfatter med Saeed Abdullah, en assisterende professor ved College of Information Sciences and Technology ved Pennsylvania State University, og Cornell informationsvidenskab, doktorand Jean Costa, omfattede to undersøgelser gennemført over to år. Den første undersøgelse analyserede resultater fra 15 brugere, som blev bedt om at tage billeder af sig selv hver tredje time. Deres smartphones skulle have deres infrarøde filtre fjernet for at gøre det nemmere at opdage konturerne af pupillen og iris, især for personer med mørke øjne. Deltagerne blev også bedt om at udfylde en søvnjournal, rapporterede, hvor mange timer de havde sovet hver nat, og at tage en telefonbaseret psykomotorisk årvågenhedstest (PVT) – en fem minutters quiz for at måle deres reaktionstid – seks gange om dagen.

Billederne gav forskerne et billede af deltagernes øjne, som de derefter brugte til at måle pupilstørrelse, tage hensyn til position og belysning, for at forudsige en persons reaktionstid. Dette blev derefter sammenlignet med resultaterne fra PVT.

Forskerne fandt ud af, at pupil-scanningen pålideligt forudsagde årvågenhed. Men fordi det var upraktisk at bede folk om at fjerne deres telefoners infrarøde filtre, og at få dem til at tage billeder af sig selv i løbet af dagen var for påtrængende, de gennemførte en anden undersøgelse et år senere, da kvaliteten af ​​smartphonekameraet var blevet forbedret nok til, at de ikke længere behøvede at fjerne filtrene.

I den anden undersøgelse, otte deltagere fik smartphones med frontvendte kameraer i høj opløsning, der tog en serie af 30 billeder på et sekund, hver gang telefonerne blev låst op. Brugere gennemførte også søvnjournalen og tog PVT'erne.

Selvom de to undersøgelser var svære at sammenligne på grund af deres forskellige metoder, begge viste, at pupilscanning var et pålideligt middel til at forudsige årvågenhed. Den anden undersøgelse, som tog billederne passivt i en serie, blev anset for at være mere praktisk, fordi det krævede mindre arbejde af brugeren, sagde Tseng.

Tseng sagde, at AlertnessScanner kunne være særlig nyttig i sundhedsvæsenet, da læger ofte arbejder lange timer med indviklet og vigtigt arbejde. For eksempel, klinikere ser typisk på enheder under operation, og et frontvendt kamera på enhederne kunne spore deres årvågenhed gennem hele procedurerne.

Men at forstå opmærksomhedsmønstre kan være nyttigt for folk på mange slags arbejdspladser, sagde Tseng.

"Hvis du ønsker at få noget meget vigtigt gjort, så burde du sandsynligvis udføre denne opgave, mens du er på toppen af ​​din årvågenhed; når du er i en dal af din årvågenhed, du kan lave noget som udenadsarbejde, " sagde han. "Du vil også vide det bedste tidspunkt at tage en pause for at tillade din årvågenhed eller energi at gå op igen."