حوادث و تصادفات به دنبال خطاهای انسانی ناشیاز خستگی به دنبال اختلال یا کمبود یا بی نظمی خواب

2. نگاهی به روشها ومطالعات انجام شده پیرامون مدیریت وکنترل هوشیاری در مشاغل حساسگرداوری اطلاعات توسط دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت فن اوری اطلاعات پزشکی اناهیتا خرمی بنارکی

3. ضرورت مدیریت هوشیاری در دنیای مدرنپرواز تاريخیLindberghهنوز مديريت هوشياری در عمل يک سؤال بزرگفيزيولوژی انسان تکامل نيافتهتکنولوژی از نظر توليدی و فعاليت های گوناگون در زندگی ما تغييرات بیشماری ايجاد کردهزندگی ما وابسته به خواب شب و کار روز براساس برنامه ساعت فيزيولوژيک يا سيرکادين (شبانه روزی) استعملکرد می تواند بطور قابل توجهی تضعيف شده و خواب آلودگی افزايش و خلق بهم ريزددر متون می توان لیست بلندبالايی از حوادث راديد که به دنبال خستگی رخ داده اند.

4. حوادث و تصادفات به دنبال خطاهای انسانی ناشیاز خستگی به دنبال اختلال یا کمبود یا بی نظمی خواب • Exxon Valdez ، کشتی که به گل نشست • Three Mile Island • حادثه هسته ای کارخانهChernobyl • حادثه کارخانه شيميايیBhopal • تراژدی سفينه فضايیchallenger • حادثهDC-8 در خليج گونتانامو • کوبا و حوادث خطوط هوايی کره • حوادث هوايی نشان داده است که 21% حوادث به دنبال خستگی بوده اند که بيشتر از 12 شب تا 6 صبح رخ می دهند • 40% حوادث کشنده در رانندگان ماشين های سنگين بعلت خستگی بوده است • خطوط راه آهن نشان داد که 36% از رانندگان علائم خواب آلودگی را در طی مسافرت های شب نشان می دهند و در اين مدت 50% نمی توانند به علائم خطر پاسخ دهند. • 75% کارگران شيفتی در طی کار خواب آلودند و 20% به خواب می روند • 70-80% خلبانان خطوط هوايی در طی پرواز سرشان بعلت چرت زدن پايين می افتد. • افزايش خطای 20% شيفت کاران بعلت خواب آلودگی

5. همچنين 68% از کارگران مشکلات خواب را در طی چند شب در هفته و در طی سال گذشته ذکر می کنند. • 100 هزار تصادف به دنبال خستگی رخ می دهد • بعلت اين تصادف حدوداً 71 هزار زخمی و 1500 کشته برجا می ماند • مطالعاتNSF 51% پاسخ دهندگان رانندگی با خواب آلودگی را در سال گذشته ذکر کرده و 17% چرت زدن را. • جراحان درشرايطی که اصلاً نخوابيده بودند ، 20% خطا بيشتر بود و عملکرد 14% کندتر انجام می شد در مقايسه با زمانی که فقط اختلال خواب وجود داشت. • برنامه سوم ايمنی جاده های اتحاديه اروپا 2002 تا 2010 پيش بينی شده است که اگر نيمی از خستگی های مربوط به تصادفات پيشگيری شوند، 4000زندگی نجات پیدا میکنند • های سنگين 52% از آنها بعلت خستگی رخ داده است و 18% از اين موارد خواب رفته بودند. • در سال 1995 حدود 30% تصادفات بعلت خستگی رخ داده است.

6. سطح خطر به 3 عامل بستگی دارد • - هنگامی که شب است • هر چه ساعات کاری روز طولانی تر باشد • هر چه ساعات کاری نامنظم باشد

7. عوامل تشدید کننده دیگر • به زمان بندی تنظيم شده برای رانندگی توجه نمی شود • زمان استراحت الزاماً بهترين موقع برای خواب نيست • موقعيت رقابت در صنعت موجب می شود که قوانين ساعات کار در استراحت به خوبی رعايت • سيستم هايی، بدون در نظر گرفتن عدم سودمندی يا سودمندی آن بسيار گران هستند و به اندازه کافی قابل اعتماد نيستند(Reliable) (پايايی و اعتبار ندارند) • اينها سيگنال را زمانی ايجاد می کنند که خواب فرد را گرفته است و به آستانه بحرانی رسيده حال ديگر به خواب رفته و رانندگی ادامه دارد

8. Lane tracker mounted on roof of truck cab

9. مديريت هوشياری در جاده ها • اموزش رانندگان و مسئولین انها • اول اينکه ، منابع بايد برای آموزش رانندگان تأمين شود • زمانی است که نياز است تا برای آموزش در نظر گرفته شود. زيرا افراد بايد جهت آموزش محل خدمت خود را ترک کنند • تداوم دريافت آموزش و آگاهی • چه حدودی آنها از اين آگاهی پيروی • انگيزه ضعيف شرکت کنندگان و نقصان آگاهی از خطرات ريسک آن

10. 3 مدل از خستگی است؛ • عملکرد آزمون ها در طی دوره های زمانی در طی يک روز تغيير می کنند با يک رفتار از پيش تعريف شده که اين را ساعت درونی يا(inner clock) گويند ياCircadian rhythm و با مقدار نوردهی روز تطبيق می کند. عملکرد در طی ساعات 1-6 صبح تغيير می کند و دچار اختلال می شود • هر چه از زمان خواب بيشتر بگذرد نياز به خواب نيز بيشتر می شود. بايد دانست که مدت و کيفيت زمانی که از خواب می گذرد هم به اين مسئله اثر دارد. • زمانی که مصروف شغلی يا وظيفه خاصی می شود نشان می دهد که چقدر يک عملکرد خسته کننده است.

12. برنامه کامپيوتری به نامALERT • اين برنامه می تواند خستگی را در طی رانندگی پيش بينی کرده و پيشنهاد می کند که استراحت در چه حدودی بايد انجام شود تا از افزايش بحرانی خستگی جلوگيری کند • با کمک برنامه شيفت وALERT می توانيم اثرات آنها را روی خستگی و کاهش آن بررسی کنيم • SAFET • برنامه ای که اساساً برای آموزش به کار می رود • اين برنامه برنامه ريزان و رانندگان را در مورد علل خستگی و استراتژی های جلوگيری از آن آموزش می دهد.

13. ALERT • می تواند همراه خدمات ديگر مثل اتصال به اينترنت باشد. • پيشنهاداتی جهت استراحت در مدت سفر می تواند براساس اطلاعاتی که از کاربر گرفته می شود صادر شود. • اين مقدار اطلاعات می تواند همراه پيشنهاداتی جهت انتخاب محل استراحت، مناظر و هتل هايی که در مدت شب قابل استفاده اند باشد. • پيشنهادات همچنين می توانند کامل شوند اگر از زمان ترافيک احتمالی نيز خبر دهند. • اين فرآيند را routing on internet گويند که محققان تلاش دارند که مطالعات را در ترکيب ALERT و اين سيستم پيش برند.

14. الکتروفيزيولوژی خواب • EEG • تقويت کننده ها(Amplifier) • بعلت کوچکی اندازه های الکتروفيزيولوژيک ، بخصوص الکتروانسفالوگرافی (که درحدود ميليونيم ولت) می باشند، ضرورت استفاده از تقويت کننده های(high - gain) بسيار حساس در کنترل و ثبت احساس می شد • الکترودها: • واسطه بين پوست و ابزار ثبت اهميت اساسی در اندازه گيری صحيح دارد • ژل الکترود • ژن الکتروليتيک- نمک کلرايد يک فرمول سازگار با شیمی پوست بين الکترود و پوست قرار می گيرند تا پتانسيل الکتریکی را هدايت کنند.

15. Equipment for EEG recording: amplifier unit, electrode cap, conductive jelly, injection, and aid for disinfection.

16. الكتروآنسفالوگرام تصوير يا گرافی از نمودار ولتاژ بر حسب زمان است ، که از لايه های سطحی کورتکس مغزی نشأت می گيرد(Steven, 1974) . فرکانس و آمپيلیتود فعاليت ثبت شده مغزی که تأمين کننده اطلاعات پايه آنسفالوگرافر هستند

17. Labels for points according to 10-20 electrode placement system

18. دو مدل از اتصال الکترودی وجود دارند، تک قطبی(referential) و يا دو قطبی. • در مورد اول الکترود ثبت فعالی است که يک الکترود نامتفاوتی است که محلی که از نظر الکتريکی خنثی است مانند لاله گوش قرار می گيرد. در ثبت دوقطبی امواج تفاوت الکتريکی را بين دو الکترود نشان می دهند. • سيستمبين المللی جايگاه های الکترود(Jasper; 1952) بطور گسترده ای برای ثبتEEG استفاده می شوند. اين سيستم يکنواخت مقايسه بهتری از مطالعات آزمايشگاه های متفاوت را انجام می دهند • به الکترودها در نقاطی بر روی يک دايره فرضی 10 يا 20 درصد از طول محور از nasion به inion و نقاط اطراف گوش در محور کورونال قرار می گيرند.

19. 4 طيف فرکانسی اصلی • DELTA يا دلتا • فرکانس 3-5/0 هرتز • بيداری EEG نوزادان و کودکان جوان • بزرگسالان غيرطبيعی • مرحله 4 خواب (مرحله امواج آهسته خواب) • THETA تتا • 4-7 هرتز • نواحی تمبورال و پشتی • سنين کودکی و ابتدای بزرگسالی بسيار زياد • دهه 20 کاهش می يابند و بعد از30 سالگی غيرطبيعی • اختلالات رفتاری شديد • هيپوکامپ مربوطند و همين طور به سطح ليمبيک • آمپليتود هميشه زير 20 ميکروولت • Alpha • فرکانس حدود 8-13 هرتز • اواسط دوران کودکی • کورتکس يا قشر بينايی پس سری غالب • بيداری • عواملی که شرايط بيداری و هوشياری، گوش بزنگی(vigilance) و حوادثی که به توجه خاص ويژه نياز است تعديل می کنند يا مديريت می کنند. • نيمکره ای که معمولاً آمپليتود بيشتری دارد نيمکره راست يا غالب است • کنترل اختياری آلفا با استفاده از روش های بيوفیدبک

20. بتا = BETA • تا 30 هرتز • حدوداً 20 ميکرولت • فرونتال • مدت بلوغ • يک قسمتی که در کورتکس حرکتي اش • نواحی موضعی را می توان با تلاش اختياری مهار کند. • گاما = GAMMA • 20-50 هرتز را به امواج بتای 14-30 هرتز و گامای 30-50 هرتز تقسيم کردند • کاپا = KAPPA • فرکانس های مشابهی را با آلفا در ناحيه گيجگاهی پيدا کردند (هرتز 12-8) با 20 ميکروليت که به نظر می رسد • فعاليت هوشی همراه باشند • خواندن، حافظه و اعمال رياضی افزايش می يابد و همچنين در هنگام حل مسئله • همه افراد بروز نمی کند • Chapman پيشنهاد داد که هر جا تظاهر کند و ديده شود اثر قابل اعتمادی است. • مو = Mu • نامنظم هر ريتم بطور واضح با حرکت يا توجه به حرکت در عضو مقابل کاهش می يابد. • بندرت بعد از سن 30 سالگی • لامبادا= LAMBADA • با حس بينايی مرتبط • امواج ورتکس = VERTEX WAVES

21. امواج اصلی ومهم مغز

22. EOG • ثبت حرکات چشم است که از الکترودهای قرارگرفته به بالا و پایین کانتوس چشم حاصل می شود • اين الکترودها پتانسيل های ناشی از حرکت را دريافت می کند که از لحظه شارژ الکتريکی رتين و قرنيه حاصل می شود. قرنيه مثبت است (1 ميلی ولت) به نسبت شبکيه بعلت فعاليت متابوليک زياد شبکيه « این تفاوت رخ می دهد

23. الکتروميوگرام(EMG) • ثبت پتانسيل های عضلانی است. الکترودها روی عضلات نصب می شوند که سطح کلی تون عضلانی را به همان اندازه انقباضات مجزا نشان می دهد

24. مراحل خواب و ملاک های درجه بندی آن • خواب را بعنوان يک موقعیت تکرارشونده طبيعی و درونی و غيرپاسخ دهنده • دو مرحله خواب وجود دارد • (REM) خواب با حرکات سريع چشم • (non-REM) خواب بدون حرکات سريع چشم • 4 مرحله خوابnon-REM با تظاهرات متفاوت پلی گرافيک • در خواب انسان حدود 90 دقيقه سيکل خواب وجود دارد که مراحل مختلف به ترتيب تظاهر می يابند.

25. مراحل خواب • مرحلهI • درست بعد از شروع خواب رخ می دهد، يا بعد از يک حرکت واضح بدن در خواب • EEG با ولتاژ پايين و فعاليت هايی با فرکانس های ترکيبی ، با امواج بسيار 7-2 هرتز • در قسمت آخر، امواج تيزورتکس ممکن است رخ دهند • حرکات چشمی آهسته بزرگ چرخشی رخ می دهند درEOG (large Slow rolling eye movement) سطحEMG هم هميشه پايين تر از آن است • در شرايط کاملاً آرامش بيداری ديده می شود. • مرحلهII • کمپلکس هایk- • يا دوکهای(Spindle) خواب ظاهر می شوند • آمپليتودEEG هنوز بطور کلی کم است (زير 75 ميکروولت) • دوک های خواب(Sleep Spindles) انفجارهای فعاليتی(12-14 HZ) هستند که اغلب با يک کمپلکسK همراه می شوند

26. مرحله 3 • اين مرحله به طور تصادفی تعريف شده است کهEEG در آن حداقل 20% و حداکثر 50% فرکانس 2 هرتز يا امواج آهسته تر (دلتا) را نشان می دهد که آمپليتودی حداقل 75 ميکروولت(Peak – to – Peak) دارد • کمپلکسK و دوکها ممکن است در مرحله 3 ديده شوند. مرحله:REM • EEG با ولتاژپايين« و فرکانس مخلوط مانند مرحلهI ديده می شود که هرچند وقت يکبار امواج دندان اره ای ديده می شوند • آلفا هميشه کمی برجسته تر است تا مرحله I . • کمپلکس هایK ، یا دوکهای مرحلهREM نمايش نمی يابند • اگر تون عضلانی منتال و ساب منتال درEMG بالا باشد مشخصه اصلی اين تظاهر دوره ایREM می باشد خواب در مرحلهREM آنچنان درجه بندی نمی شوند

27. مديريت کنترل و مانيتورينگ هوشياری • ز آنجائی که جنگيدن با خستگی و حذف خواب آلودگی به دنبال بی خوابی يعنی مبارزه با فيزيولوژی طبيعی بدن پس هر طرحی که جهت مديريت هوشياریدر نظر می گيريم با منسجم و همه جانبه با در نظر گرفتن وضعيت سنی، آموزشی و تفاوت های فردی تجربه ، الگوهای خواب و بيداری باشند

28. مديريت کنترل و مانيتورينگ هوشياری • يک برنامه مديريت هوشياری اساسیAMP) يا(Alertness management program حداقل بايد اجزای ذيل را داشته باشد • آموزش • استراتژی هوشياری • راهکارهای گوناگونی است که از نظر علمی جهت افزايش بهينه هوشياری و عملکرد ذکر می شوند. اين فراتر از آن است که فقط به يک رويکرد بسنده کنيم. طيفی از رويکردها بايد معرفی شوند و براساس استفاده مؤثر هدايت شوند. بعضی مثالهای استراتژی هوشياری مؤثر شامل خواب های کوتاه برنامه ريزی شده، مصرف کافئين، فعاليت بدنی و استفاده از نور مطرح شده اند. • SAFETدر آلمانSelf- responsibility, advice, feed back, Evaluation and training • برنامه براساس اصول بدست آمده از فرآيند مدل شناختی- اجتماعی است که از مدل(1996) Schwarzer • برنامه زمان بندی

29. SAFET • مرحله اول • جنبه روانشناسی • مرحله دوم • اساس برنامه ريزی و زمان بندی براساس برنامه کامپيوتریALERT می باشد که فازهای کاهش هوشياری را پيش بينی می کند. • می توان زمان خستگی را در هنگام رانندگی، و زمان استراحت های کوتاه را پيش بينی کرد • ابداع وسيله و سيستمی است که کمک برنامه ريزان به سرعت خستگی پيش بينی شده واکنش دهند • تناسب برنامه و سيستم برای رانندگان هم ارزيابی شده که بيشتر به آن می پردازيم(Fit-for-Driving) تست ها مناسب برای رانندگان وسايلی هستن • جهت اجتناب از شروع فعاليت رانندگان خسته اين تستها بايد کوتاه باشند تا از نظر هزينه پايين و از نظر مقبوليت • تست های ديگر هم بسيار طولانی هستند مثل(Mackworth clock vigilance test)

30. 3 شکل مختلف از تست های متناسب با رانندگی • چک ليست ها • مقياس های سنجش خستگی و خواب که استاندار شده • آزمون های عملکرد • اين تست ها می توانند روی يک کامپيوتر قابل حمل دستی نمايش داده شوند که اطلاعات را ذخيره و با کفايت ارزيابی می کند در ضمن توسط رانندگان نيز قابل پذيرش است. • سؤالات شامل موارد ذيل هستند • چه هنگام خواب رفتيد • کی بيدار شديد • بين اين دو چه مدت بيدار بوديد • چقدر خوابتان لذت بخش بود • چقدر در آخرين خواب از نظر زمانی به خواب نياز داشتيد • آيا الان فکر می کنيد در طی رانندگی بسيار خسته ايد • پاسخ به اين سؤالات در 5 مقياس اندازه گيری می شود: نه همه آن ، کمی، تا حدودی ، خيلی • اصلی اينجاست که چنين پرسشنامه ای می تواند بوسيله رانندگان دستکاری شود • س استاندارد شده سنجش خستگی و خواب را می توان در مورد آشکارسازی خواب و خستگی بکار برد. مقياسKarolinska نيمه کمی است که در 10 درجه تقسيم بندی و استاندار شده

31. جهت اعتبار دادن به اين آستانه ها • ثبت فرمانEOG, EEG صورت گرفت که می توان حتی خواب های بسيار کم(micro sleep) را ارزيابی کرد • در مقياسSomn- pereli , فرد بايد خستگی اش را در ارتباط با شرايطی که کامپيوتر نشان می دهد علامت بزند. خستگی که بااين مقياس سنجش می شود بين صفر تا بيست است • اين مقياس سال ها فقط در محيط هواپيمايی و پرسنل هوايی استفاده می شده است • اين دو تستSamn – pereli, karoliska fatigue scale به راحتی بوسيله افراد و رانندگان دستکاری می شوند ولی مزتيش نسبت بهFit-for –driving این است که به سرعت کامل شده و پرمی شوند • سنجش هاي عملكردي • آنهايي هستند كه به شدت به اثرات خستگي حساسند. آنها ممكن است از يك تست ساده زمان واكنش تشكيل شده باشند يا يك كاركرد غيرثابت حمل و نقل ، يك تست زمان واكنش ساده • پاسخ زماني به شروع امواج بينايي را مي سنجد • از كاربر خواسته مي شود كه خيلي سريع به دايره اي كه روي صفحه نمايش پديدار مي شود واكنش دهد • تكليف ردگیزی غيرثابت، آزموني است كه(unstable tracking task) • كه در آن يك نشانگر بطور افقي روي صفحه نمايش گر مطابق با يك سينگال اغتشاش دروني و مطابق با ورودي كاربر حركت مي كند • كاربران بايد نشانگر را در مركز صفحه نگه دارند • فاصله متوسط نشانگر از وسط صحفه و تعدادي كه بدون كنترل(control losses) ناميده مي شوند، در آن هنگامي كه نشانگر به لبه هاي صفحه مي رسند سنجيده مي شوند

32. تست هاي عملكردي از تست هاي قبلي بسيار دلپذيرتر هستند. زيرا به راحتي نمي توانند دستكاري شوند • مشكل آن است كه زمان اين تست كمي طولاني است پس ممكن است نتايج اوليه تحت تأثير انگيزه كوتاه مدت كاربر باشد • ديدگاه اقتصادي مدت تست بايد تا آنجا كه ممكن است كوتاه باشد • هر فرد بعلت تفاوت هايش بطور جداگانه تست مي شود و باشرايط پايه اي كه در حالت بيداري داشت مقايسه مي شود نتايج نشان دهنده تفاوت در عملكرد به دنبال خستگي است.

33. مورد شيوع گوش بزنگي و خواب آلودگي کارکنان پرواز در مسافت هاي طولاني • وجود خواب آلودگي و خواب رفتن ناخودآگاه را نشان دهد • فعاليت الكتريكي مغزيEOG, EEG) به فعاليت مچ، حركات سر ، مقاومت پوستي شيميايي الكتريكي(galvanic) ثبت شدند • EOG, EEG خواب و خواب آلودگي را نشان دادند كه براساس يك سيستم هشدار دهنده طراحي شده بودن • دوره هاي خواب آلودگي كمتر از 20 ثانيه بود • بدين معني است كه افراد از اتفاقات و نتايج بالقوه آن كه بر روي گوش بزنگي و عملكردشان اثر مي گذارد بي خبر بودند • تمام پارامترهاي فيزيولوژيك تغييراتي را در مدت خواب نشان دادند،‌ اگر چه فقطEEG وEOG بوسيله خواب آلودگي مديريت مي شد • مدت خواب مقاومت پوستي افزايش مي يافت و مقاومت مچ و حركات سر براي مدت طولاني ديده نمي شد • سنجش حركات چشم (چه تنها يا همراه باEEG ) فعاليت مچ يا حركت سر ممكن است بعنوان اساس سيستم هشداردهي در جهت ممانعت از خواب غيراختياري استفاده شوند.

34. مقاومت پوستي به نظر مفيد نبود • بيشتر به خستگي ربط دارد تا دوره هاي خواب • بهترين راه مونيتور شروع خواب حركات چشم ها بوده • شرايط پرواز چنين كاري خيلي ساده نيست، • ابزار ثبت در حال حاضر بسيار در هنگام مشغوليت مزاحمت ايجاد مي كنند • فعاليت مچ اساس هشدار هشياري پيشنهاد شد. چنين وسيله اي خلبان را بعد از 4-5 دقيقه از فعاليت مچ آگاه مي كند • امكان دارد (sleep intertia) يا كاهش هوشياري درست بعد از بيداري از خواب ، بدنبال دوره هايي از خواب به مدت 5 دقيقه باشد كه بايد در نظر گرفته شود.

35. potential usefulness of an alertness device based upon wrist inactivity to awaken pilots from accidental sleep

36. سنجشVideo- based • (CNRP) Christcharch neurotechnology research در نظر دارد كه خواب آلودگي يا افت هوشياري را در زمان واقعي رديابي كند • اين سيستم در جهت كاهش تصادفات در مشاغل مختلف مفيد است. • بطور اتوماتيك پارامترهاي بينايي و چهره اي را كه نشان دهنده سطح پايين هوشياري هستند بسنجد • اصلي ترين پارامتر بينايي كه سنجيده مي شود پلك و موقعيت عنبيه نسبت به چشم و سر است. • تكنيك هاي منطبق بر الگو و الگوريتم هاي تقسيم بندي رنگي وColor segmentationبه نظر رسيد كه در جهت يافتن موقعيت پلك ها و بررسي نواحي صورت مؤثر باشند • واكنش شبكيه نسبت به منبع نور شناخته شده(eye-glint) رديابي شد و الگوريتم هاي هوشياري بوسيلهEEG ثبت گشت كه در پيشرفت يك سيستم رديابي كننده افت هوشياري بسيار مؤثر بود

37. مديريت سيگنال هاي بينايي انجام شده و در ضمن مديريت ابزاري هوشياري (The Remote Monitor , Control, and Identify input suit (REMCIIS) using Bioelectrical Signals) • سيستمREM II S يك تكنولوژي اساسي و مهم طراحي شده براي سربازان آينده است • ارتباطات و كنترل و تجزيه و تحليل داده هاي كاملي خواهند داشت كه همزمان قادر است آن را نمايش دهد و در اختيارHMD‌ گذارد همچنين اين سربازان با افراد ديگري در يکNetwork يا شبکه کاری با بقيه اعضاء قرار می گيرند با يک فرمانده ای مرکزی • موقعيت دقيق آنها به کمک(GPS) ، فرمانده شرايط فيزيولوژيک سربازان، سطح هوشياری آنها • همه اينها يا وضعيت های مختلف دست بازو يا حرکات پا، حرکات چشم و يا ترکيبی از حرکات عضلانی بدن مشخص می شوند. • تمام اين قابليت کنترل و مونيتورينگ بوسيله سيستمREMCIIS که به راحتی توسط سرباز پوشيده می شود که بدون مزاحمت و جلب توجه ديگران، اطلاعات را ثبت می کند • جزء ضروری ديگر در ذخيره اطلاعاتی سربازان آيندهHMD است. • تکنولوژیHMD نيازمند پاسخ سريع است، ابزار نشانرگ(cursor) کنترلی بدون کاربرد دست، زيرا تعهدHMDدر تعامل کامپيوتری در حالی که سربازان مشغول وظيفه ای هستن

38. پس فن آوری هدايت شونده با حرکات چشمی جهت کابرHMD که دستش مشغول کار ديگری است مناسب است، کاربر می تواند بامنوی نرم افزار هدايت نشده بوسيله حرکت نشانگر که توسط چشم انجام می شود تعامل کند • BCS • فن آوری 3 بعدی چشمی پيشرفته ای است يا عملگرهای کليدی اضافه که از امواج عضلانی مستقل می شوند • فن آوری هایeye pointing • نيازمند ويدئو يا حس گرهای مادون قرمز هستند که بايد جلوی چشم قرار گيرند بنابراين ميدان بينايی را محو کرده، و مزاحمت ايجاد می کنند • در عين حال اين سيستم ها نيازمند ورودی های auxiliary هستند تا بعنوان عملکردهای کليدی عمل کنند. مانند ورودی صدا. • براساس سيگنال های حياتی کار می کند، ب • تمام اجزاء گيرنده های موردنياز می توانند در بالشتک HMD نصب شود که در ناحيه پيشانی قرار گرفته و هدايت می تواند نامحسوس در شرايطی از موقعيت های مختبف جنگی صورت گيرد.

39. REMIIS کاربردهای بسيار فراتر • طراحی مبتنی بر شبيه سازی(SBD) و آموزش مبتنی بر شبيه سازی • BCS در حال حاضر در بازار وجود دارد و در جراحی اندوسکوپی و جراحی از راه دور با Kaiser Electro optics و Ethincon Endo Surgery استفاده می شود. • هدف اين پروژه ابداع و ايجاد الگوی ورودی است که مناسب برای چندين مانيتور و توانمندی های کنترل باشد • اين ورودی ها استفاده عملی دوگانه دارند: • جهت نمايش انسانی در محيط مجازی(VE) • جهت نظارت و کنترل در محيط های اجرايی يا جنگ واقعی • مايش واقعی در محيط مجازی در دانشکدهNaval Postgraduate کشف و مطالعه شده است و سيگنال های حياتی بدن متناسب ترين و بهترين ورودی برایNPSNET می باشندREMCIIS می تواند بعنوان يک وسيله به تنهايی يا همراه با فن آوری ديگر مانندSarcos 1-port استفاده شود

40. استفاده از سيستمBCS Bio Muse • درNPS آزمون شده است • جهت استفاده محيط مجازی(VE) ، • وسيله مناسب بايد به راحتی پوشيده شود سبک باشد و دست و پا گير نباشد • توانمندی مونيتورينگ سيگنال های حياتی با صحيح و روا باشد(accurate –reliable) و توانمندی کنتل سیگنال های حياتی بايد قابل اعتماد باشد درجه تفکيک خوبی داشته باشد • زبان بدن(gesture) را از حرکات دست ها و ساعد بازشناسد • توانمندی های مونيتور و کنترل سيگنال های حياتی بايد صحيح و قابل اعتماد و تحت شرايط مختلف محيطی، باشد. • پس زمينه فنی • هدايت شده بوسيله چشم ياEC-HMD به کاربر اجازه می دهد که موارد گرافيکی را روی صفحهHMD کنترل کند هم در محيط شبيه سازی شده و هم در محيط واقعی. BCS پيش بينی می کند که اطلاعات بدست آمده از مطالعهfeasibility (امکان) پيشرفت اين سيستم جديدREMIIS را در بردارد • مونيتورينگ سيگنال های حياتی • سيستم گيرنده الکترودی خشک است که موجب پيشرفتBCS. اين گيرنده ها دوگانه کار می کنند بنابراين سيگنال های حياتی زنده را بطور غيرفعال تحت نظر می گيرند و همچنين برای اعمال کنترل حياتی استفاده می شوند

41. EMG کنترل کننده • پردازش سيگنال هایEMG در 2 مسير روبه پيشرفت هستند • مونيتورينگ مداوم سيگنال هایEMG جهت استفاده بعنوان کنترل کننده گرافيکی باشند. اين کاربر را قادر می سازد برنامه های پردازش لغت اعمال کند يا از نرم افزارهای مشخص ديگر استفاده کند. در عين حال دستکاری ابزارهای روباتيک در نمايش از راه دور و جراحی از راه دور را ممکن می سازد. • الگوی بازشناخت با استفاده از تئوری Fuzzy set و شبکه عصبی است. کنترل کننده EMG می تواند در جهت انجام فرمان بدن برنامه ريزی شود و بازشناخت براساس تجزيه و تحليل سيگنال گروه های عضلانی ياگروهی از عضلات که با هم کار می کنند صورت گيرد (Putnam and koapp 1933) نشان داده شده است که BCG سيستمی است که فرمان بدن بخصوص دست را با استفاده از رديفی از گيرنده های روی ساعد بدون اينکه مزاحمتی ايجاد کند شناسايی می کند. • دستکش اطلاعات خام (data glove) . • فايده سيستم مبتنی بر سيگنال های حياتی برای رديابی حرکات ياgesture (زبان بدن)آن است که کاربر می تواند در نرم افزار بدون نياز به نصب ردياب متحرک و گران صورت گيرد • BCG • پيشرفتJoystick کنترل شده با چشم شده است و همين طور کاربردهای موش واره که به کاربر اجازه می دهد اشيای تصويری را با حرکت چشم کنترل کند

42. پيشرفت کنترل کننده:EEG • BCG • تحقيقات حاضر جهت الگوی بازتشخيصی در سيگنال های ويژهEEG استفاده می شود اين فرايند يک فرآيند آنالوگ است مانند بازشناختgesture دست که قبلاً خاطرنشان شد، اما تفاوت آن است که سيگنال ها از مغز خارج می شوند • با اين نوع کنترل کننده، استفاده کننده می تواند فعاليت ها را ببيند که به صورت يک سری دستورات برای کامپيوتر ترجمه می شود. بعلاوه ، استفاده کننده می تواند در مورد يک لغت يا دستوری فکر کند که توسط کامپيوتر تفسير شده يا بکار می رود • روی الگوريتم های تجزيه و تحليل سيگنال های مغزی کار می کند. Dr. Knapp مطالعات زيادی در الگوهای بازشناختی شبکه عصبی به منظور دسته بندی ثبتEEG مراحل خواب انجام داده است • اين سيستم توانست الگوهایEEG خواب را به 90% روايی و اعتماد(reliability) تشخيص دهد • با کاربردی تا حدودی متفاوت، BCG برنامه رديابی الگوهایBCG را برای(Musical instrument Digital interface) MIDI استفاده کرده است که دستوراتی برای ترکيب اصوات می دهد

43. دسته بندی و تقسيم بندی شرايط هوشياری بوسيله شبکه عصبیSOM وLVQ • 2 شبکه عصبی • (SOM) يا(Self organization map) و(Learning vector quantization (LVQ)) ، • اجازه می دهد بطور خودکار شرايط آرتفکت زا رديابی شده و سطوح مختلف گوش به زنگی در هوشياری جدا شوند • يک نوارابزار پوششی استفاده شود که به نظر می رسد اهدافش طراحی وسيله ای است که قابل پوشيدن باشد ، سريع العمل و بدون مزاحمت. • سيگنال های خودبخود فعاليت های مغزی که نسبتاً بوسيله سيگنال هایEEG تظاهر می کنند، ديناميک غيرخطی و غيرثابت(non stationary) و(non stochastic) هستند • انتقال از بيداری يا خواب با تغييرات ناگهانی در فرکانس آمپليتود و توزيع توپوگرافيک سيگنالEEG رخ می دهد. و اين تغييرات در افراد مختلف فرق می کند • مطالعه در دو مرحله • مرحله ثبت و ترسيم کارتوگرافی شرايط انتقال بيداری با خواب با استفاده از خصوصيات توپولوژيک(SOM) است • طبقه بندی بدون نظارتی که از مرحه اول بدست می آيد ، يک الگوريتم طبقه بندی نظارت شدهConnectionist ، يا همان(LVQ) جهت 2 وظيفه مختلف استفاده می شود

44. 5 ناحيه تبديل يا گذر بيداری به خواب شناسايی شدند. • drowsiness (Drow • wide awakening (Wa) • (Cawoe) calm awakening with open eyes • (Cace) Calm awakening with closed eye • مرحله اول خواب(stg1) . • در سه مرحلهCawoe وCace و به دنبال حرکت تعداد امواج آرتفکت نيز ثبت شدند • تجزيه و تحليل بينايی براساس سيگنال های ثبت شده و بخصوص EEG است که يکی از حساس ترين نشانگرها در تغييرات سيکل Wide awakening – drowsiness می باشند. • پيش پردازش طیفی (Spectral pre- processing) که روی اين اشتقاق انجام شده تبديل Short Term Fast Fourier می باشد يا STFFT .

45. رويکردConnectionist • دو نوع مدل ارتباطی در اين کار وجود داشتند جهت جداسازی و طبقه بندی هوشياری: • استخراج خودبخود دسته بندی هايی که انجام شده تا مدل Self- organizing با آموزش بدون نظارت صورت دهند. • از طبقه بندی های دو قسمت بالا استخراج می شود، تفکيک آرتفکت ها و طبقه بندی شرايط بدون آرتفکت که می تواند، LVQ با آموزش تحت نظارت صورت گيرد

46. Self- organizing: SOM (خودساختار) • مکانيسم مدل هايی که براساسSOM هستند همان ادراکSelf- organizing (خودساختار) است که توسط قشر مغز (شکل) به شکل فرآيند طبقه بندی توپوگرافيک انجام می شود. براساس اين فرآيند ، داده ورودی ، که در موارد عادی به شکل برداری باNجهت مشخص می شود به گروههايی کهSelf- organizing هستند تبديل می شوند مطابق با ساختار دوبعدی نورون ها با ارتباط همسايگی شان • فرآيندSOM طبقه بندی توپوگرافيک ترکيبی از مرحله ای از طبقه بندی يکی ازdata projection) ها)است

47. برای هر مرحله ورودی 2 مرحله وجود دارد • انتشار فعاليت و انتخاب فعالترين نورن ها(Winning) • به روز کردن پروفايل نورونی فعال و آن نورون هايی که متعلق به همسايه اشان هستن • Learning vector quantization (LVQ) • Kohonen maps بدون نظارت شامل ابزار مفيد برای پيش پردازش در جهت جداسازی بردارهای ورودی و توابع مجدد آن در گروه های مختلف است. در واقعSOM موجب می شود که عقيده ای در مورد توزيع آماری از بردارهای ورودی روی لايه های خروجی داشته باشيم. بعد از آموزش يک نورون در اين لايه می تواند بوسيله بردارهای ورودی مربوط به کلاس های مختلف فعال شوند، مشکل است که در تصميم گيری و فرآيند برچسب زدن نورونی يا شاخص کردن آن پيش می آيد • جهت غلبه بر اين محدوديت فاز دوم آموزش تحت نظارت بکار گرفته می شود. اين مرحله اجازه سازگاری مجدد احتمال توزيع و برچسب هايی که نسبت داده شده در طرح خروجی صورت میگيرد. بدين صورت فقط يک کلاس (گروه) به هر نورون نسبت داده می شود.

48. نتيجه نهايی • روش های ارتباطی(Connectionist) با آموزش های تحت نظارت و بدون نظارت در جهت تفکيک سيگنال هایEEG استفاده شده اند که شرايط و موفقيت های گوش بزنگی را نشان می دادند. اين مدل اجازه می دهد که سطحی از قابليت عملکردی بيشتری نسبت به کارهای ديگری که در اين زمينه انجام شده بدست آيد. در ضمن يک مدل عصبی مصنوعی با حداقل ساختار (23 نورون در لايه ورودی و 4 نورون در لايه خروجی) طراحی شد. اولاً اين ساختار پيچيدگی را کاهش داده و اجازه می دهد به راحتی در ابزار قابل حمل و در يک موقعيت واقعی و متحرک جهت رديابی حداقل اختلال هوشياری استفاده شود که از ثبت سيگنال هایEEG حاصل از يک الکترود بدست می آيد. اگر چه کسانی که می خواهند در چنين طرحی شرکت کنند و آن را هدايت کنند بايد کاملاً ماهر و مجرب باشند. در حقيقت مهارت موجب می شود که در اين مطالعه 5 موقعيت گوش بزنگی غيرآرتفکت دار از شرايط آرتفکت دار مجزا شوند

49. تست رفتاری عصبی و طراحی الگوريتم در جهت کمی سازی خواب آلودگی و خصوصيات مرحله گذر بيداری به خواب قدم برداشته شود • پروتکل کوتاه مدت (15 دقيقه ای) و مناسبی کمی سازد و کلاس يا گروهی از الگوريتم ها را مرحله گذر بيداری به خواب را می سنجد استفاده کند • (Time- varing EEG- based Drowsiness – sleepiness index= DSI) . DSI ، • از يک مونيتورEEG متحرک همراه با تست مبتنی بر شواهد سنجش گوش بزنگی ، که اين روش هم به پاسخ های رفتاری (زمان و اکنش) نيازمند است و هم امواج نوار مغزی که همزمان درجهت تجزيه و تحليل استفاده می شوند تا اندکس خواب آلودگی مبتنی بر امواج نوار مغز متغییر در زمان طراحی شود • اين اندکس حاصل طيف توانی متغير با زمان EEG با استفاده از الگوريتمی است که کارايی آن براساس رويه ای تعيين شده که ارتباط با Correlation بين پروفايل زمانی DSI و پاسخ رفتاری را به حداکثر رسانده است.

50. تجزيه و تحليل ارتباط متقابل توافق نزديکی را بين پروفايل های زمانی DSI براساس نوار مغز و اندکس های پاسخ رفتاری نشان داده است و آناليزهای آماری تفاوت معنی داری را بين شرايط هوشياری و خواب نشان می دهند اين مسئله هم برای تک تک افراد هم برای تمام گروه تست مطالعه صادق بوده است. • (Excessive day time sleepiness= EDS • EDS در جمعيت کلی – عمومی(general population) ثابت و تقريباً 17% است و می تواند به علت 3 دليل کلی باشد • محروميت و محدوديت خواب بر اثر سبک زندگی يا نوع برنامه کاری (50% افراد فقط در آمريکا تخمين زده شد است حداقل به 7-8 ساعت خواب در هر شب نيازمندند) • اختلالات اوليه خواب، مانند انسداد راه هوايی و آپنه يا (OSA) که در مردها بيشتر ديده می شود تقريباً 4% • اختلالات ثانويه خواب همراه با درد، يا اختلال روانپزشکی و عصبی يا اعتياد به الکل و مواد مخدر