Ученые ЛЭТИ создали кресло, которое позволяет отслеживать функциональное состояние человека

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.

09.02.2024 972

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.

«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».

Руководитель работ, профессор кафедры вычислительной техники  СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Юлия Шичкина

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.

«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».

Доцент кафедры ВТ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ольга Буренева

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.