حصول نظامیان آمریکا بر نخستین دستگاه پوشیدنی مادون قرمز کوچک برای نظارت عصبی خلبان
شرکت Aptima Inc. که به خاطر مهارت‌هایش در مهندسی متمرکز بر انسان شهرت دارد، با قرارداد جدیدی از سازمان سلامت دفاعی آمریکا (DHA) توجه‌ها را جلب کرده است.
این شرکت قصد دارد تا توسعه سیستم نوآورانه‌ی نظارت عصبی و شناختی به نام “fORE” را که برای ارزیابی آمادگی خلبانان و خدمه هوایی در هوانوردی نظامی طراحی شده، پیش ببرد.
سیستم fORE، که مخفف fNIRS Operational Readiness Estimation است، از فناوری Near-Infrared Spectroscopy عملکردی (fNIRS) استفاده می‌کند.
این راه‌حل پیشگام در دستگاهی جمع و جور و پوشیدنی جای گرفته که امکان نظارت بر حالت‌های عصبی خلبان‌ها را در زمان واقعی فراهم می‌کند.
با استفاده از روش‌های تصویربرداری اپتیکال غیر تهاجمی، fNIRS فعالیت‌های مغزی را با تحلیل ویژگی‌های بافت زیرین به کمک نور مادون قرمز ارزیابی می‌کند.
اولین دستگاه پوشیدنی مادون قرمز کوچک در جهان
در عملیات نظامی، خلبانان و خدمه‌های هوایی معمولاً با خطرات بیشتری از جمله خستگی شناختی، استرس و بار کاری زیاد مواجه هستند که می‌تواند به شدت بر عملکرد مأموریتی تأثیر بگذارد.
به طور تاریخی، ارزیابی‌های آمادگی بر اساس ارزیابی‌های ذهنی همکاران، سرپرستان یا گزارشات خود شخص بوده است که اغلب با تعصبات و غیرقابل اعتماد هستند.
fORE قصد دارد با تکیه بر داده‌های عصبی، رویکردی عینی‌تر را معرفی کند تا وضعیت‌های شناختی را به صورت دقیق ارزیابی کند، و امیدوار است آمادگی نظامیان را افزایش داده و احتمال وقوع حوادث را کاهش دهد.
به طور تاریخی، چالش اصلی عدم وجود سیستمی مستحکم بوده که قادر به نظارت و تفسیر داده‌های عصبی در محیط‌های چالش‌برانگیز نظامی مانند محفظه هواپیما باشد.
فناوری fORE شرکت Aptima، که تحت قراردادهای قبلی Small Business Technology Transfer (STTR) با DHA توسعه یافته است، شامل حسگر MAVERIC fNIRS است.
این پروتوتایپ به گونه‌ای طراحی شده که سبک وزن، مقاوم و قادر به جمع‌آوری داده‌های عصبی بدون ایجاد اختلال باشد و در زیر کلاه‌خودهای پروازی یا انواع دیگر پوشش‌های سر استفاده شود.
دکتر لیزا لوسیا، دانشمند در Aptima و محقق اصلی پروژه fORE، بر قابلیت‌های چندگانه حسگر MAVERIC تأکید کرد.
او بیان کرد: “از حسگر MAVERIC و تحلیل‌های fORE می‌توان تعدادی اندازه‌گیری‌ها از جمله ضربان قلب، نرخ تنفس و سطح اکسیژن خون را استخراج کرد که همه این‌ها به تحلیل سلامت فیزیولوژیکی و عملکرد شناختی کمک می‌کنند.”
لوسیا اشاره کرد که مصرف اکسیژن مغز ممکن است به دلیل عوامل مختلفی مانند هیپوکسی یا چالش‌های ناشی از گرانش به خطر بیفتد .
حتی بدون مشکلات فیزیولوژیکی، خلبان‌ها ممکن است با بار شناختی زیاد مواجه شوند که توانایی آنها را برای عملکرد مؤثر متوقف می‌کند. fORE برای نظارت بر این وضعیت‌های شناختی در زمان واقعی مجهز شده است.
نظارت عصبی خلبان
یکی از ویژگی‌های اساسی سیستم fORE، چارچوب تحلیلی آن است که به چالش‌های منحصر به فرد جمع‌آوری داده‌های فیزیولوژیکی در محیط‌های عملیاتی می‌پردازد.
این سیستم اختلالاتی که ناشی از حرکت و عرق کردن ایجاد می‌شوند را در نظر می‌گیرد و اطمینان حاصل می‌کند که بینش‌های قابل اجرا از طریق یک رابط پشتیبانی تصمیم‌گیری شهودی به کاربران ارائه می‌شود.
اولیویا فاکس کاتن، یک دانشمند دیگر در Aptima و مدیر پروژه fORE، توضیحاتی در مورد کاربردهای عملی سیستم ارائه داد.
او اظهار داشت: “اطلاعات ارائه شده توسط fORE به کاربران امکان می‌دهد تا تصمیم‌های آگاهانه‌ای در مورد آمادگی مأموریتی بگیرند، به فرماندهان اجازه می‌دهد که قابلیت‌های خدمه را به صورت پویا ارزیابی و بر اساس داده‌های زمان واقعی تخصیص وظایف را بهینه کنند.”
سیستم fORE قصد دارد به عنوان یک ابزار برنامه‌ریزی پیش‌پروازی و یک منبع در پرواز عمل کند، که به خلبانان و خدمه اجازه می‌دهد استراتژی‌های مأموریتی را تطبیق دهند.
در چارچوب این قرارداد در حال اجرا، تیم Aptima بخش‌های fORE را بیشتر بهبود خواهد داد و آنها را در مسیر یکپارچگی عملیاتی با جامعه نظامی آمریکا قرار خواهد داد.
در حالی که fORE به طور اولیه بر استفاده عملی و واقعی تمرکز دارد، پتانسیل آن به سناریوهای آموزشی هوانوردی نیز گسترش می‌یابد.
لوسیا اشاره کرد که مربیان می‌توانند با نظارت بر بار کاری و تطبیق سناریوها بر اساس بار شناختی مشاهده شده افراد آموزش دیده، جلسات آموزشی را به صورت زمان واقعی تطبیق دهند.
از طریق فعالیت دریافت تحقیقاتی پزشکی ارتش آمریکا، این ابتکارعمل توسط بودجه برنامه‌های تحقیق و نوآوری کسب و کارهای کوچک (SBIR) و انتقال فناوری کسب و کارهای کوچک (STTR) DHA تقویت شده است.
