أحد أكثر أطرف تطبيقات خوارزميات رؤية الآلة هو القدرة على تحديد معدل رد فعل الجهاز العصبي للشخص عن طريق تفاعل التلميذ مع الضوء.
يمكن استخدام هذا لتقييم كفاية الشخص ، واستعداده للعمل المعقد والخطير والمسؤول (طيار الطائرة ، مشغل NPP ، مرسل المترو ، إلخ).
في السابق ، تم عمل "ping" كرد فعل بسيط للتلميذ على ضوء مصباح يدوي. على سبيل المثال ، تقوم سيارة إسعاف بذلك. ولكن يمكنك أيضًا تقييم معدل التفاعل ، الذي يعطي المزيد من المعلومات. لقد وجدنا طريقة لأتمتة هذا عن طريق اكتشاف التلاميذ على الكاميرا بمعدل 40 إطارًا في الثانية. التعقيد الحسابي ليس عاليًا ، 3-5 آلاف مقارنات لكل إطار - الوقت الفعلي الكامل:
بيانات الحدقة من شخص سليممن خلال معدل رد فعل التلميذ للضوء (تضييق واستعادة قطر التلميذ بعد التفشي) ، من الممكن تقدير سرعة مرور النبض العصبي ، وكذلك سرعة معالجته اللاحقة في الجهاز العصبي.
هذا هو ، نعم ، هذا نوع من بينغ الجهاز العصبي المركزي. هذا الشيء يشبه نظارات 3D.
هنا هو نموذجنا الأولي. عادة نقوم بتضمينها في
محطات التشخيص (أي ، هذه النظارات تخرج من الجهاز) ، لكن هذا يحدث - نستخدمها بشكل منفصل. يمكنك جعلها أكثر جمالا ، ولكن لا يوجد معنى خاص ، هذه عينة ما قبل الإنتاج:
ماذا يعطي؟
في نهاية القرن السابع عشر ، بدأ الأطباء في ملاحظة أن المرضى في ظروف مختلفة يتفاعلون بشكل مختلف مع الضوء. بعد ما يقرب من 300 عام من البحث ، توصل المعلم ، إيكهارد هيس ، إلى استنتاج مفاده أن معدل رد فعل التلميذ يتأثر بالإرهاق وأنواع الإجهاد الذهني قبل التقييم. بشكل عام ، يمكن أن يكون معدل توسع الحدقة بعد وميض الضوء (التكيف مع الظلام) بمثابة مقياس لدرجة الإثارة في الجهاز العصبي. في عام 1982 ، أثبت هيس أن التلاميذ يفتحون أكثر عندما تنظر إلى شيء يثير اهتمامك. وأظهر رعايا ذكور بالطبع صورة للفتيات. ثم انتقلوا تدريجياً إلى أمور أكثر دقة - الطعام المفضل ، مرشح من حزبه ، وما إلى ذلك. ثم ذهبوا لقياس الحمل العقلي. كلما كان الشخص أكثر شدة ، كلما كان التلاميذ أبطأ. ثم تم "تحميل" الدماغ بالحساب. اليوم يمكننا أن نقول أن العمليات متوازية ، وعندما تكون القوة الحاسوبية للدماغ مشغولة بشيء ما ، يكون تقييم البيئة عن طريق الإضاءة أبطأ. بقي الافتراض بأن التلاميذ المتوسعين بمثابة أحد الجاذبين في التواصل غير اللفظي غير مثبت.
حتى في وقت لاحق ، بدأت الدراسات تظهر ارتباطًا رقميًا بالتأثير على منعكس التلميذ لأنواع مختلفة من التوتر العقلي (الفحص الدقيق للأشياء ، وإجراء الحسابات في العقل) والاضطرابات العصبية (الاكتئاب ، وزيادة التهيج ، وما إلى ذلك).
كيف يعمل الجهاز
هذه نظارات كبيرة أو مناظير. تحتاج إلى النظر إلى الداخل لبضع ثوان ، فهناك مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء وكاميرات فيديو.
ولتكون أكثر دقة ، يتم استخدام ما يلي: LEDs بالأشعة تحت الحمراء - لإضاءة العينين ، تكون غير مرئية للرؤية البشرية ؛ مصابيح طيف مرئية - مع ضوء أبيض ، للفلاش ؛ كاميرا رقمية لنطاق الأشعة تحت الحمراء مع عدسة وعلامة ديود صغيرة لتركيز العينين أثناء الفحص. في "مناظير" يناسب أيضا لوحة التحكم والموصلات ومجموعة أدوات الجسم الأخرى.
أولاً ، يتعرف عليك من قبل القزحية حتى لا تجذب عيون الآخرين. الفحص نفسه بعد المصادقة يستمر من 6 إلى 8 ثوانٍ ، يطبق الممتحن بإحكام قناع الجهاز على عينيه لاستبعاد الإضاءة الخارجية. في أول 1-2 ثانية ، يحدث التكيف مع الظلام. في هذا الوقت ، يتوسع التلاميذ إلى حوالي 5-6-7 ملم ، في محاولة لإعطاء أكبر قدر من الضوء للشبكية حتى يمكن التعرف على شيء ما على الأقل. نسلط الضوء على العيون باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء ، - بالنسبة لهذا الشخص ، لا يكون هذا النطاق مرئيًا ، ولا يستجيب التلميذ له. انظر ، التلاميذ كبيرون وجميلون:
بعد الوصول إلى الحد الأقصى لقطر الحدقة لمدة 200 مللي ثانية ، تضيء ثنائيات الضوء الأبيض (التحفيز الضوئي). تؤخذ بداية التحفيز الضوئي كصفر على المقياس الزمني عند إنشاء رسم الحدقة - رسم بياني لاعتماد التغير في قطر الحدقة في الوقت المحدد. نحن مهتمون بالثواني الخمس القادمة بعد الفلاش. تبدو نقطة Dmin (أقصى ضغط للمصرة للتلميذ) كما يلي:
تسجل الكاميرا الرقمية صور عينين بتردد لا يقل عن 40 إطارًا في الثانية. يجد برنامج التحكم (البرنامج) تلميذًا على كل إطار ويحدد قطره.
علاوة على ذلك ، يتوسع التلميذ تدريجيًا.
المهمة الرئيسية: نحتاج إلى الحصول على رسم بياني ، أي رسم بياني لتفاعل التلميذ مع الضوء. نحن نتعرف على الفيديو ، ونزيل الضوضاء في البيانات (لدينا الكثير من الإطارات المرجعية) ونحصل على رسم بياني (هذا مثال لزميلي ، وهو شخص يتمتع بصحة جيدة):
يحتوي مخطط الحدقة على ثلاث مناطق مهمة: المنطقة الكامنة ، منطقة تضييق الحدقة ومنطقة التعافي. المعلمات الرئيسية للمنطقة الكامنة هي قطر التلميذ الأولي (DN) ووقت تأخير تفاعل التلميذ من بداية التعرض للضوء (TL). تتميز المنطقة الثانية من الرسم البياني بقطر أدنى (Dmin) ووقت تضييق (TC) ، المنطقة الثالثة - نقاط استعادة قطر التلميذ بنسبة 50 و 66 و 75 في المائة من اتساع الضيق. قد يُعد رسم الحدقة غير مناسب للتقييم إذا أغلق الشخص عينيه أثناء التعرض للضوء ، أو رمش في كثير من الأحيان ، أو حرك عينيه بشكل خاص من جانب إلى آخر. يمكن الحصول على نتائج غير صحيحة للموضوع في العدسات الملونة.
ثم يقوم البرنامج بتحليل هذه المعلمات ، وأهمها معدل الضيق ومعدل توسع التلميذ. بعد ذلك ، يتم استخلاص استنتاج حول كفاية الشخص واستعداده للعمل المعقد والخطير.
جداول الأشخاص الذين يعانون من التعب الشديد ، بعد النقص الحاد في النوم أو في حالة السكر أو الكحول أو المخدرات - ستختلف عن جداول الأشخاص في حالة مناسبة. جيد بشكل خاص ، سيكون الفرق ملحوظًا إذا حصلنا على المعيار أولاً - نفحص الشخص عندما يكون في حالة طبيعية ، وبعد ذلك في حالة غير طبيعية.
الاختبارات
قمنا باختبار الجهاز على ما يقرب من 760 موظفًا في الشركة في ظروف مختلفة (بما في ذلك حفلات الشركات والأيام التي تليها). إجمالي 3496 قياسًا قبل النشر (تُضاف قياسات جديدة كل يوم). أصعب شيء ليس الاعتراف بقدر تقييم الرسم البياني الناتج. كجزء من الاختبار ، سافرنا إلى العديد من العيادات المثيرة للاهتمام ، حيث تمت دعوة المرضى الذين لديهم تشخيص معروف (على سبيل المثال ، إدمان الكحول المزمن) للمشاركة طواعية في الدراسة. من الأصعب العثور على مواضيع في تسمم المخدرات لعينة ممثلة. كجزء من الدراسة ، تعاوننا مع العديد من عيادات العلاج من تعاطي المخدرات ، حيث يتم علاج المرضى الذين يعانون من إدمان المخدرات والاضطرابات النفسية. للأغراض الطبية ، يأخذون فئات من الأدوية مثل المهدئات ومضادات الاكتئاب ومضادات الذهان ومضادات الاختلاج والمهدئات ، لذلك تراكمت القاعدة كبيرة جدًا.
كان من الضروري تصحيح الخوارزمية ، وجمع المزيد من البيانات حول المريض ، وما إلى ذلك. يمكن أن يكون لكل شخص خصائص فردية لتفاعل التلميذ مع الضوء. تنتج الإصدارات الأولى من الخوارزمية أحيانًا أشياء مضحكة بشكل عام بسبب صعوبات التعرف. لذا بمجرد أن أدخلنا المستشفى تقريبًا.
في سياق تطوير المشروع والاتصال بمختبري بيتا ، قمنا ببناء نظام لا يستطيع فيه المريض خداع الجهاز بوعي من أجل الجانب "الأفضل". في أسوأ الأحوال ، يمكن ، بمساعدة عدد من التدابير ، ولكن التطبيق يجب أن يتخلص من غير مناسب (على سبيل المثال ، سائقي الحافلات قبل الرحلة) من المتخصصين الجاهزين للقتال.
يمكننا إجراء تقييم من خلال المقارنة بالمعيار بعد الفحص البدني أو بالمعيار العالمي لهذا النوع من الأشخاص. لذلك ، في الوقت الحالي ، نأخذ البيانات اللازمة من ملف أفراد المريض ، أو نجمع سوابق مثل هذا على جهاز ميداني (هذه هي واجهة الطبيب):
إذا كان الجهاز مدمجًا في طرف التشخيص ، فإن بطاقات المرضى وبيانات القياس الحالية كافية لبناء فرضية دقيقة للغاية.
من المفترض أن الجهاز التشخيصي لا يستبعد الفحص الطبي من قبل أخصائي شخصي ، ولكنه يسرع في بعض الأحيان. شريطة أن يتم قياس جميع المؤشرات الرئيسية (مقياس الحدقة ، مقياس التنفس ، مقياس الضغط) على الجهاز ، فمن الممكن إرسال الفحص البدني الشخصي فقط لأولئك الذين لا يشكك الجهاز التشخيصي في أدنى حد على الأقل ، وقد يكون هذا بالفعل 20 من أصل 100 شخص.
من أين تأتي البطاقة؟ تذكر أنه نظرًا لأننا بنينا الكاميرات في "مناظير" ، وبما أننا ما زلنا نتعرف على شيء منها ، فمن الغباء عدم استخدام المكتبات العامة للتعرف على الأشخاص من خلال القزحية ، نظرًا لأن هذه مشكلة تم حلها لفترة طويلة جدًا. لذا نحصل على هوية المريض ، ويمكننا سحب بياناته السابقة.
فيما يلي المختبرون التجريبيون ضحوا بأنفسهم:
مشاكل في العدسات:
حتى العدسات الشفافة ذات اليوم الواحد تؤدي إلى انخفاض في شدة منعكس الحدقة الذي يشبه إلى حد كبير التعب والتسمم. نقترح أن هذا يرجع إلى انخفاض في إجمالي كمية الضوء التي تدخل العين عند استخدام العدسات. يجب أن يؤخذ هذا التأثير في الاعتبار عند تحليل هذه الرسوم البيانية ، لذلك تحتوي واجهتنا على سؤال إلزامي حول العدسات قبل بدء الفحص.
الآن نواصل تحسين الخوارزميات والمنهجية. تحتاج إلى جمع المزيد من الإحصائيات لتحسين الدقة. يعمل الجهاز بالفعل كمختبر جيد للأدوية ، لكننا نريد المزيد. الآن لا تسمح الإحصاءات بإجراء أي استنتاجات تشخيصية موثوقة. بالإضافة إلى ذلك ، من أجل التشخيص الجيد لحالة شخص معين ، من الضروري أولاً إجراء العديد من القياسات الطبيعية لرد فعل تلميذه ، حتى أنه في وقت لاحق ، مع احتمالية عالية ، بعد أي تأثير ، يمكنه التقاط انحرافات عن القاعدة - هذه مسألة دليل التعليمات لموظفي NPP. نحن نسعى جاهدين لتحسين الخوارزمية ، وتقليل الأخطاء من النوع الأول والثاني. أومئ حراس السلامة وخبراء الامتثال للسل بالامتنان في هذا العمل.
إطلاق نار من العينين
هنا الفيديو:
من الضروري أيضًا التعرف على الأخطاء (عندما يومض الشخص عن عمد ، ويحاول استيعابه بوعي ويتداخل بشكل عام مع تشغيل الجهاز) - بينما تكون هذه الحالات مرئية على الرسم البياني ويتم تسجيلها يدويًا ، ستكون هناك علامة حول عدم موثوقية النتيجة لاحقًا.
المراجع