电子纹身监测精神疲劳

"技术的发展速度超过了人类进化速度。我们的大脑容量难以跟上，容易超负荷运转，"该研究的作者、德克萨斯大学奥斯汀分校（UT Austin）的吕楠姝（Nanshu Lu）表示。"每个人存在一个实现最佳表现的最优心理负荷值。"

人类在认知的"金发姑娘区"（Goldilocks zone）表现最佳，既不会不堪重负也不会感到无聊。找到这种平衡是实现最优表现的关键。当前的心理负荷评估依赖于美国宇航局任务负荷指数（NASA Task Load Index），这是一份参与者在完成任务后需填写的冗长主观问卷。

电子纹身通过分析大脑电活动和眼球运动（即脑电图（EEG）和眼电图（EOG）技术）提供了客观的替代方案。与笨重带悬垂导线、需涂抹粘稠凝胶的脑电帽不同，这款无线电子纹身由轻量化电池组和薄如纸张的贴片式传感器组成。这些传感器采用波浪形环圈设计，使其能够拉伸并与皮肤无缝贴合，确保佩戴舒适且信号清晰。

"令人惊讶的是，那些脑电帽虽然配有更多传感器覆盖大脑不同区域，却因每个人的头型差异永远无法获得完美信号，"吕楠姝解释道。"我们通过测量参与者的面部特征来定制个性化电子纹身，确保传感器始终准确定位并接收信号。"

研究团队在六名参与者身上测试了电子纹身，要求他们完成一项难度递增的记忆挑战。随着心理负荷增加，参与者的θ波和δ波活动增强，表明认知需求上升；而α波和β波活动减弱，显示出现精神疲劳。结果表明该设备能检测到大脑处于超负荷状态。

该设备的功能不仅限于检测，还能预测精神疲劳。研究人员训练计算机模型根据电子纹身的信号评估心理负荷，成功区分了不同层级的心理负荷。结果显示该设备具备预测精神疲劳的潜力。

成本是另一大优势。传统脑电图设备价格可能超过1.5万美元，而电子纹身的芯片和电池组成本仅200美元，一次性传感器单价约20美元。"低成本使设备更易普及，"德克萨斯大学奥斯汀分校的作者路易斯·森蒂斯（Luis Sentis）表示，"我的愿望之一是将电子纹身转化为可居家使用的产品。"

虽然目前电子纹身仅适用于无毛发皮肤，但研究人员正致力于将其与可在毛发上工作的墨水传感器结合。这将实现全头部覆盖和更全面的大脑监测。随着机器人和新技术日益进入工作场所和家庭，团队希望该技术能深化对人机交互的理解。

"长期以来我们监测工人的身体健康，追踪工伤和肌肉劳损，"森蒂斯指出。"如今我们具备了监测精神疲劳的能力，这是以往从未追踪过的领域。这或将从根本上改变组织保障员工整体福祉的方式。"