В России создали ИИ-систему для слежения за вниманием фиджитал-спортсменов
Ученые Новгородского государственного университета имения Ярослава Мудрого (НовГУ) разработали программный комплекс на основе ИИ, который способен в реальном времени определять уровень концентрации внимания человека. Разработка поможет в подготовке фиджитал-спортсменов, сообщил один из авторов разработки, заведующий лабораторией «Виртуальная и дополненная реальность», программист Евгений Менделеев.
«Надевая VR-шлем и нейроинтерфейс, атлет может в режиме реального времени видеть, когда его внимание „уплывает“, и научиться быстрее возвращаться в оптимальное состояние для прохождения сложных симуляторов. Работа стала фундаментом для более масштабной системы мониторинга в фиджитал-спорте. Разработанный модуль отслеживания внимания интегрируется в экспериментальный комплекс, который уже сегодня позволяет изучать, как физическая нагрузка влияет на когнитивные способности спортсмена в моменте. Это не единственный, но один из ключевых параметров, позволяющих тренеру и самому атлету понимать его истинное функциональное состояние», — отметил Менделеев.
Доктор физико-математических наук и доцент Роман Петров отметил, что до недавнего времени объективно оценить этот параметр было сложно: существующие методики либо опирались на субъективные ощущения, либо требовали сложной и долгой обработки данных. Новгородские исследователи предложили элегантное и технологичное решение, превратив поток сырых данных с электроэнцефалографа (ЭЭГ) в понятные и точные показатели. Чтобы обучить ИИ распознавать внимание, ученым нужно было для начала собрать эталонные данные, то есть примеры графиков мозговой активности, где уже точно известно, был ли человек внимателен в данную минуту или отвлекался. Для этого в НовГУ собрали необычный экспериментальный комплекс.
Суть разработки
Участники исследования надевали на голову нейроинтерфейс с ЭЭГ-датчиком, а поверх него — шлем виртуальной реальности. VR-среда полностью изолировала испытуемого от внешних раздражителей, гарантируя, что внимание колеблется только из-за внутренних когнитивных процессов. Пока добровольцы находились в виртуальной реальности, специально разработанное авторами программное обеспечение в реальном времени считывало данные с нейроинтерфейса и преобразовывало их в график — временной ряд динамики внимания.
В основе разработки лежит метод маркировки так называемых временных рядов. Сигналы головного мозга превращаются в кривую внимания, которую ученые разбили на множество мелких отрезков и вручную пометили как «повышенное внимание» или «пониженное внимание». На этих данных обучили классификатор на базе метода опорных векторов (SVM) — математического алгоритма, который проводит разделяющую линию между объектами разных классов так, чтобы расстояние от этой линии до ближайших точек каждого класса было максимальным. Итоговое тестирование подтвердило эффективность подхода — точность классификации состояний внимания составила 97,6%.
При этом, по словам ученого, систему можно интегрировать напрямую в VR-шлемы, чтобы фиджитал-спортсмен видел свой уровень концентрации внимания прямо во время соревнования. Программа также может помочь и тренеру понять, что атлет выдохся не физически, а ментально, и, соответственно, корректировать план тренировок, делая упор не на физнагрузку, а на когнитивный отдых. Помимо спорта, технология имеет и прикладное социальное значение. Поскольку программа представляет собой готовый программный модуль, ее можно легко встраивать в приложения для дистанционного обучения, чтобы видеть, действительно ли студент усваивает материал, или в цифровые тренажеры для коррекции СДВГ.
