В Санкт-Петербургском федеральном исследовательском центре Российской академии наук (СПб ФИЦ РАН) совершён значимый прорыв: коллектив учёных создал искусственную нейросеть, способную в автоматическом режиме определять эмоциональное состояние человека по показателям электроэнцефалограммы (ЭЭГ) головного мозга. Полученные результаты открывают новые горизонты для систем интеллектуальной поддержки и сохранения психологического здоровья, а также получают всё большее признание в профессиональном сообществе.
Актуальность проекта для современных высокотехнологичных отраслей
Многие стратегически важные объекты транспортного, промышленного и оборонного значения по-прежнему зависят от бесперебойной работы операторов, водителей, диспетчеров и целых штабов специалистов. Психоэмоциональное состояние людей, обеспечивающих и контролирующих такие процессы — фактор первой важности для предотвращения инцидентов, повышения безопасности и сохранности объектов.
В этих условиях возрастает значение цифровых решений, позволяющих непрерывно отслеживать и оценивать уровень стресса, усталости и прочих психофизиологических показателей сотрудников. Рынок реагирует активно: появляются электронные помощники, в основе которых используются продвинутые искусственные нейросети, способные оценивать внешние проявления личности с помощью видеоаналитики — распознавания мимики, анализа тембра голоса, наблюдения за языком тела.
Преимущества инновационного подхода СПб ФИЦ РАН
Тем не менее, классические методы видеонаблюдения обладают рядом объективных ограничений. Они подвержены влиянию окружающей среды — качества освещения, фонового шума, особенностей выражения эмоций у людей из разных культур и даже микроклиматической обстановки. Не всегда такие подходы надёжны в условиях стресса и высокой ответственности.
С целью повысить объективность и достоверность мониторинга, специалисты СПб ФИЦ РАН интегрируют несколько источников информации. Уже сегодня их программные разработки способны отслеживать ряд показателей — статистику моргания, частоту сердечных сокращений, анализировать видеозаписи. Современное направление исследований — внедрение инструментов, анализирующих именно электроэнцефалограмму мозга, что позволяет выйти на принципиально новый уровень точности.
Новая модель на базе ЭЭГ: успехи в распознавании эмоций
В ходе недавнего эксперимента команда ученых приняла вызов — использовать показатели ЭЭГ для определения типа испытываемых эмоций: положительных, отрицательных или нейтральных. Результаты превзошли самые смелые ожидания: искусственная нейросеть, обученная на открытых наборах данных (FACED и SEED, включающих свыше 130 волонтёров разного пола и возраста), продемонстрировала стабильный, высокий уровень эффективности.
Для практической проверки разработчики собрали собственный массив данных — 16 добровольцев прошли параллельную регистрацию ЭЭГ с помощью портативных носимых устройств, а также снялись на видео. Это позволило сопоставить точность нейросетевого анализа по биоэлектрическим данным мозга с классическим распознаванием эмоций по выражению лица. Новый метод показал более высокую устойчивость, особенно в сложных внешних условиях.
Неповторимость мозговых сигналов — вызов для системы
Одна из ключевых научных задач, вставших перед исследовательской группой, заключалась в учёте индивидуальных различий паттернов ЭЭГ. Каждый человек уникален, и даже при схожих эмоциональных реакциях мозговая активность может заметно отличаться. Тем не менее, математическая модель показала впечатляющие результаты: точность автоматического определения эмоциональной валентности достигла 70-80% в зависимости от специфики респондента. Такие показатели позволяют говорить об уверенном шаге вперёд для индивидуализированного подхода в диагностике состояния и реагировании на него.
Потенциал внедрения и перспективы
В будущем разработанная модель может лечь в основу новых устройств для неинвазивного мониторинга психофизиологического состояния. Это займёт достойное место не только в профессиональной сфере, где особенно важна безопасность труда и здоровье людей, но и в повседневной жизни — от индивидуальных ассистентов до систем поддержки пользователей с повышенной эмоциональной нагрузкой. Технологии на базе искусственного интеллекта и глубокого анализа ЭЭГ открывают пути к раннему предупреждению эмоциональных перегрузок, психологических срывов и прочих неблагоприятных состояний, сохраняя высокое качество жизни и работы.
Особо отмечается, что представленные в исследованиях решения создавались при активной поддержке Минобрнауки России и выполнялись в рамках важнейших госзаданий, что подчеркивает стратегическое значение полученных результатов для всей страны.
СПб ФИЦ РАН — драйвер интеллектуальных инноваций
Команда СПб ФИЦ РАН в очередной раз демонстрирует высокий научный потенциал и приверженность поиску новых интеллектуальных решений, совмещающих последние достижения нейротехнологий, искусственного интеллекта и медицины. Уверенно можно сказать: сочетание анализа электроэнцефалограммы и нейросетей открывает перед человечеством новую страницу в исследовании и поддержке эмоционального здоровья.
Эти исследования укрепляют позиции России как одного из лидеров по внедрению цифровых технологий в сфере охраны труда и профессионального благополучия, а отечественная наука продолжает совершать шаги, способные менять качество жизни миллионов людей.
Информация предоставлена СПб ФИЦ РАН.
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
