Ihre Augen werden schwer. Ihre Augenlider sinken, heben sich und sinken wieder. Eine Sekunde, vielleicht zwei. Dann der Ruck, das Lenkrad schleift über die Straße, Ihr Herz rast. Es ist wieder passiert. Müdigkeit warnt Sie nicht, sie kommt einfach. Und wenn Sie einen LKW fahren, einen Patienten operieren oder ein Flugzeug steuern, kann diese zusätzliche Sekunde Sie oder andere Menschen das Leben kosten.
ein Team vonUniversität von Washington sowie Dongguk Universität In Korea hat man eine Brille entwickelt, die das kann, was unser überarbeitetes Gehirn nicht mehr kann: Sie erkennt, wenn wir zu müde sind. Vorher, nicht nachher. Mikroskopische Kohlenstoffnanoröhren-Sensoren am Brillengestell erfassen das Flattern unserer Augenlider wie ein Elektrokardiogramm unser Herz. Ein Algorithmus für maschinelles Lernen übersetzt diese Bewegungen in eine Diagnose: Entweder sind wir wach oder nicht.
Sensoren, die die Haut nicht berühren
Das System heißt „intelligenter Eyetracker“ e laut der Studie veröffentlicht am Fortgeschrittene Sensorforschung, arbeitet mit drei zylindrischen Kohlenstoffnanoröhren-Sensoren (CCPC), die in den Brillenrahmen integriert sind. Jeder Sensor ist nur 12 Millimeter lang und hat einen Durchmesser von 3,5 Millimetern. Es erfordert keinen Hautkontakt und keine auf Ihr Gesicht gerichteten Kameras. Die Sensoren erfassen bei jeder Bewegung Ihrer Augenlider mikroskopische Veränderungen im elektrischen Feld um Ihre Augen.
Das Ergebnis wird von einem Algorithmus verarbeitet, der diese Signale umwandelt in digitale Biomarker: objektive Indikatoren für Ermüdung. Die Brille wiegt 56 Gramm, verbraucht weniger als 10 Milliwatt Strom und kann den ganzen Tag ohne Beschwerden getragen werden. Tianyi Li e Seo-Hyun ParkDie Hauptautoren der Studie testeten das Gerät an 27 Freiwilligen und setzten sie 15 Minuten lang hektischen Kopfrechnungen aus, gemischt mit zufälligen Geräuschen. Dieses Protokoll sollte kognitive Erschöpfung auslösen.
Während des Tests überwachte die Brille zwei wichtige Parameter: die Wimpernblinzelfrequenz und das PERCLOS (Prozentsatz des Augenlidschlusses) oder der Prozentsatz der Zeit, in der die Augen geschlossen bleiben. Die Ergebnisse waren überraschend: Das Gerät unterschied Menschen mit chronischer Müdigkeit von gesunden Probanden mit einer Genauigkeit von 74 %, einer Sensitivität von 75 % und einer Spezifität von 73 %.
Müdigkeit, wenn die Augenlider die Wahrheit sagen
Der Schlüssel zum System liegt in maschinellen Lernalgorithmen, die auf diesen digitalen Augenmarkern trainiert sind. Forscher haben etwas Interessantes entdeckt: Menschen mit chronischer Müdigkeit zeigen physiologische Reaktionen. gedämpftUnter Stress verändern sich die Blinzel- und Augenschließmuster weniger stark. Gesunde Menschen hingegen reagieren dynamisch: Ihre Augen passen sich wie winzige Seismographen der Aufmerksamkeit an Lärm und kognitive Belastung an.
Bei Langzeittests zeigte sich eine Korrelation der Blinzelfrequenz von 73 % mit der selbstberichteten Schläfrigkeit, was gut mit den Standard-Bewertungsskalen für Müdigkeit übereinstimmt. Professor Hojun Kim des Restaurants Hochschule für Koreanische Medizin der Dongguk-Universität spiega:
„Die Verfügbarkeit hochempfindlicher, nichtinvasiver Tools wie dieses tragbaren Eyetrackers könnte objektivere und quantifizierbarere Bewertungen von Müdigkeit in die klinische Routinepraxis einführen.“
Anti-Ermüdungsbrillen: Von der Klinik bis zur Autobahn
Die Anwendungsmöglichkeiten gehen weit über die Medizin hinaus. Stellen Sie sich vor, Piloten, Chirurgen und Bediener schwerer Maschinen müssten laut Gesetz eine Brille tragen, die ihre Aufmerksamkeit überwacht und warnt, bevor Müdigkeit ihr Urteilsvermögen beeinträchtigt. Professor Jaehyun Chung der Fakultät für Maschinenbau derUniversität von Washington sagt:
„Dieser Eyetracker ist für die objektive Überwachung von Müdigkeit konzipiert, eignet sich aber auch für allgemeine Anwendungen, darunter Mensch-Maschine-Schnittstellen, kognitive Überwachung und den potenziellen Einsatz bei der Diagnose neurologischer Störungen.“
Jüngste Fortschritte in der Materialwissenschaft, kombiniert mit maschinellem Lernen und Miniaturisierung, machen dies möglich. Wie berichtet Fortgeschrittene Wissenschaftsnachrichten,
„Kompaktere und weniger aufdringliche Sensortechnologien werden die Art und Weise verändern, wie Sportler trainieren, Fahrer sich ausruhen und Ärzte ihre Schichten planen, indem sie objektives Feedback zur Ermüdung in alltägliche Entscheidungsprozesse integrieren.“
Das Team arbeitet bereits an der Verbesserung von Ergonomie und Software, der besseren Anpassung der Brille an unterschiedliche Gesichtsformen und der Bereitstellung von mobilen Warnmeldungen in Echtzeit. Darüber hinaus plant das Team, die klinischen Studien auf Patienten mit schwerer Müdigkeit und damit verbundenen Erkrankungen wie chronische Müdigkeit (ME/CFS).
Ein entscheidender Aspekt ist die Sicherheit: Das von den Sensoren abgegebene elektrische Feld liegt deutlich unter den internationalen Grenzwerten. Die Brille ist sicher für den Langzeitgebrauch, verbraucht sehr wenig Energie und lässt sich wie jedes andere tragbare Gerät aufladen. Der Akku bietet ausreichend Laufzeit für einen ganzen Arbeitstag.
Müdigkeit ist nicht mehr subjektiv
Jahrzehntelang war man bei der Messung von Müdigkeit auf invasive Methoden wie Elektroenzephalographie (EEG) oder Cortisoltests im Speichel angewiesen. Diese Methoden waren teuer, unbequem und außerhalb eines Labors unpraktisch. Die neue Brille ändert die Regeln. Sie benötigt keine Elektroden mehr, die auf die Haut geklebt werden müssen, keine Kameras mehr kalibriert werden müssen und keine endlosen Fragebögen mehr ausgefüllt werden müssen. Ein bisschen wie intelligente Leggings, die die Muskelermüdung bei Sportlern überwachenwandelt diese Brille auch einen subjektiven Parameter in objektive Daten um.
Wann wird es verpflichtend? Besser Regeln heute als Unfälle morgen.
