Spersonalizowana platforma optymalizacji wydajności (P-POP)

1. Tło i znaczenie

   Załogi przyszłych misji eksploracji przestrzeni długoterminowej będą musiały poradzić sobie z szerokim zakresem stresorów, które stanowią poważne wyzwania związane z utrzymaniem optymalnej wydajności. Załogi będą musiały działać w warunkach wysokiego obciążenia pracą, zmniejszonym snem i rozregulowaniem okołodobowym, ograniczoną stymulacją sensoryczną, ograniczeniem i rozszerzonym separacją od rodziny i przyjaciół [5], a komunikacja opóźnia ich od interakcji w czasie rzeczywistym z wsparciem naziemnym, co może być szczególnie krytyczne w przypadku sytuacji kryzysowych. Czynniki te stanowią znaczące ryzyko dla optymalnego funkcjonowania i zachowania poznawczego/behawioralnego, między osobami i zespołami, a takie wyzwania wzrosną tylko w zakresie krytyczności, gdy ludzkie poszukiwania przechodzą poza orbitę Ziemi do celów takich jak Księżyc i Mars.

   Aby pomóc w ograniczeniu tych zagrożeń, Massachusetts General Hospital, wraz z współpracownikami w Massachusetts Institute of Technology, zbadają nowatorską, spersonalizowaną i skalowalną technologię platformy zamkniętej w celu zarządzania zdrowia behawioralnego-co dostosowuje lokalne środowisko pracy danej osoby w celu zoptymalizowania wydajności, opartej na bioSensor Feed Informacje.

   Zakład (CMS) w celu utrzymania/poprawy wydajności Założeniem tej proponowanej pracy jest dynamicznie modyfikowanie lokalnego środowiska osoby, aby pomóc zoptymalizować wydajność. Ponieważ wyświetlacze wideo wymagają złożonej elektroniki, która może nie działać w przestrzeni głębokiej, zbadamy następujące środki przeciwdziałające video (CMS).

   Stymulacja słuchowa: wskazówki akustyczne są powszechne w systemach biofeedbacku, z sygnałami dźwiękowymi i dzwonkami często stosowanymi do uruchomienia uwagi przekierowania. Inne dźwiękowe wskazówki-w tym naturalne dźwięki, takie jak płynąca woda, a nawet muzyka może również indukować reakcje fizjologiczne, w tym przewidywalne zmiany środków związanych z podnieceniem, takie jak tętno i EDA. Wykazano, że podstawowy rytm muzyki zmienia pobudzenie, przy czym różne modulacje promują relaksację lub zwiększoną uwagę. Poprzednie prace sugerują również, że muzyka może wpływać na złożoną wydajność zadań (np. Jazda) i może zmienić uczenie się uczniów, poprzez swoje mediacyjne wpływ na pobudzenie i czujność.

   Stymulacja haptyczna: wibracje wibracyjne, dotykowe lub stymulacji elektryczne-podawanie za pośrednictwem indywidualnych lub skoordynowanych tablic siłowników. Wcześniejsze badania pokazują, że lokalizacja ciała urządzenia wibotaktycznego może określić skuteczność stymulacji, z obszarami pleców, szyi i nadgarstka/przedramienia, które przedstawiają szczególnie wrażliwe miejsca do ostrzegania na bazie ciśnienia i wibracji. Rytm, chropowatość, intensywność i częstotliwość można również zmienić optymalizowanie konstrukcji wyświetlacza wibotackiego. Takie dotychczasowe wskazówki wcześniej okazały się skuteczne w przekierowaniu uwagi w celu promowania zaangażowania użytkowników podczas zadania, a także poprawy skoordynowanej wydajności motorycznej (np. Zakład i kołysanie postawy).

   Stymulacja światła: jasność oświetlenia, intensywność i kolor wszystkie wpływowe przetwarzanie informacji. Na przykład chronobiologiczny wpływ niebieskiego światła jako okołodobowego rozrusznika rozrusznika. Wykazano, że rosnąca jasność jasna promuje czujność, a kolor może silnie wpływać na czujność, a także na nastrój / przetwarzanie emocjonalne, przy czym pewne kolory (np. Zielone) są przydatne w modulacji pobudzenia autonomicznego. Częstotliwość migotania światła może również wpływać na wydajność behawioralną, przy czym światło o długości 40 Hz wspierają zwiększoną uwagę/pobudzenie, a migawki 10 Hz zmniejszało pobudzenie.

   Luki w wiedzy: Powyższe wcześniejsze odkrycia pokazują, że modulacje bodźców słuchowych, dotyczych i lekkich mogą powodować wiarygodne zmiany stanu neurokognitywnego i psychicznego (np. Pobudzenie, uwaga) związane z wydajnością. Wykonano jednak ograniczone prace w celu ustanowienia bezpośredniego związku między rozszerzeniem środowiska a zmianami wydajności, i nie jesteśmy świadomi żadnych badań, które są specyficzne ukierunkowane na działanie behawioralne (tj. Złożone zadanie).

   Cel: Celem badania jest zbadanie, czy możemy niezawodnie wykryć, mierzyć i przekazywać użytkownikom informacje zwrotne w celu optymalizacji ich stanów poznawczych za pomocą urządzeń do noszenia, które mierzą aktywność mózgu i inne sygnały fizjologiczne, w celu poprawy wydajności zadań behawioralnych.

   Punkty końcowe badań: zmiana poziomu wydajności użytkownika (ulepszenia lub zmniejszenie) podczas wykonywania zadań eksperymentalnych.

   Struktura badań: Badania te zostaną przeprowadzone w MIT-która jest podwykonawcą w ramach nagrody MGH (= Prime) od NASA (Prime PI = DR. Gary Strangman)-przez badaczy MIT, z wsparciem projektowania i analizy ze strony badaczy MGH. Wszystkie zebrane dane zidentyfikowane, zakodowana formularz tylko będą przesyłane do dr Strangmana w MGH (za pośrednictwem Secure Transfer.partners.org) Aby uzyskać dodatkową analizę i wdrożyć wymagane udostępnianie danych z powrotem do NASA. Personel MGH nie będzie miał dostępu do klucza kodowania.

2. Konkretne cele i cele

Naszym ogólnym celem jest zbadanie, czy możemy (1) niezawodnie zmierzyć sygnały fizjologiczne w celu wykrycia stanów poznawczych osoby, takich jak uwaga, zmęczenie, obciążenie poznawcze i stres, oraz (2) przekazać użytkownikowi informacje zwrotne w celu poprawy stanów behawioralnych, kwestionariuszy i/lub ogólnej wydajności użytkowników.

Kwantyfikujemy zmiany wydajności związane z prostymi manipulacjami sensorycznymi zarówno w zadaniach poznawczych, jak i zadaniach, które są istotne dla operacji lotów kosmicznych. Zadania będą obejmować baterię testów poznawczych, a także zadania, które są istotne operacyjne dla NASA. Manipulacje środowiskowe będą starać się zachować optymalną uwagę, zaangażowanie, obciążenie poznawcze i czujność, oceniane przez podpisy psychofizjologiczne.

Cel 1: Oceń zmiany behawioralne związane z manipulacjami słuchowymi. Cel 2: Oceń zmiany behawioralne związane z manipulacjami opartymi na dotyku. Cel 3: Oceń zmiany behawioralne związane z manipulacjami światła.

Hipotezy: W przypadku każdego celu hipotezujemy, że modulacje środowiska osobistego naszego systemu P-Pop (np. Dźwięk, haptyki, światło) wygenerują znaczącą poprawę wydajności poznawczej i operacyjnej poszczególnych osób.