Вождение кажется привычным делом, но на самом деле мозг водителя обрабатывает колоссальные объёмы информации: скорость и обороты, сигналы светофора, дорожные знаки, маршрут на навигаторе, пешеходов и соседей по полосе. Добавьте к этому разговор с пассажиром или новости по радио — и перегрузка не за горами. Когда внимание достигает предела, риск ошибки возрастает многократно.
Учёные из Института интегральных схем имени Фраунгофера (Fraunhofer IIS, Эрланген, Германия) разработали систему, способную определить, когда водитель (или любой другой человек, выполняющий сложную задачу) достигает предела когнитивной нагрузки. В такой момент технология сможет либо взять часть функций на себя, либо предложить человеку сделать перерыв.
Как работает система
В основе проекта — две ключевые разработки: сеть биосенсоров, измеряющих сигналы организма (пульс, дыхание, движения), и алгоритмы искусственного интеллекта, которые по этим данным определяют уровень умственной нагрузки.
Исследователи создали модульную сенсорную сеть maphera. В неё входят миниатюрные датчики, которые можно встраивать в одежду, наручные браслеты или умные пластыри, прилегающие к коже. Все устройства передают данные по Bluetooth Low Energy.
На первый взгляд всё просто, но в реальности такая синхронизация данных — сложнейшая инженерная задача. Разные сенсоры используют собственные микроконтроллеры с разными частотами, и со временем их «часы» начинают расходиться. Это особенно критично при длительных измерениях — например, во время поездки или работы смены. Команде Fraunhofer удалось добиться синхронизации данных с точностью до 30 микросекунд. Именно отсюда и название maphera — от древнегреческого слова «передавать одновременно».
Наука о внимании
Чтобы понять, как биосигналы связаны с умственным напряжением, учёные проводят необычные эксперименты. Испытуемые находятся в специальной изолированной капсуле, где им нужно готовить виртуальные суши в компьютерной игре: принимать заказы, собирать блюда, выполнять всё быстрее и сложнее. Параллельно система регистрирует реакции организма.
Затем результаты сравнивают с психологическими тестами, в частности с n-back-тестом, который оценивает внимание и память. После этого исследователи проводят индивидуальные интервью и при помощи ИИ создают для каждого участника персональный когнитивный профиль.
От автомобилей до операционных
Перспективы применения таких систем — далеко за пределами автомобильной индустрии. Уже с 2026 года в ЕС все новые автомобили будут обязаны иметь системы предупреждения о невнимательности водителя (ADDW) на основе камер, и разработки Fraunhofer могут стать их логичным дополнением.
Кроме того, подобные технологии могут пригодиться в авиации — для оценки нагрузки на пилотов во время тренировок, а в будущем — и в хирургии, где многочасовые операции требуют максимальной концентрации. Мониторинг когнитивного состояния поможет вовремя распознать усталость и снизить риск ошибок.
Человеческий мозг — не двигатель, у него нет тахометра, но именно перегрузка часто становится причиной ошибок и аварий. Технологии вроде maphera могут стать первым шагом к созданию «умных» систем, которые не только следят за машиной, но и понимают её водителя.
