超薄電子「智慧刺青」即時監測大腦疲勞度 守護高壓工作者的安全
醫學
06-11
科學家最新研發出一款可拋棄式電子「智慧刺青」,能即時監測佩戴者的腦力負荷程度,有望為航管員等高壓工作者提供即時休息警示。這項創新技術發表在5月29日的《Device》期刊,由德州大學奧斯汀分校的盧南舒教授團隊主導開發。
近年來,多起重大事故凸顯過勞員工的潛在風險。例如今年1月發生的直升機與客機相撞事故,造成55人喪生。調查發現,當時雷根國家機場塔臺人力嚴重不足,單一航管員需同時處理多項工作。這促使科學家思考如何建立更完善的腦力負荷評估系統。
相較傳統需塗抹導電膠、配戴繁雜線路的腦電圖(EEG)裝置,這款電子刺青採用輕薄聚合物貼片技術,配合微型電極系統,只要貼在前額就能偵測腦波變化。研究顯示,當受試者進行記憶測驗時,隨著難度提升,其慢波(delta/theta)活動增強而快波(alpha/beta/gamma)減弱,這種特徵模式能準確反映大腦負荷狀態。
團隊特別開發機器學習模型分析腦波資料,結果與NASA任務負荷指數量表的自我評估高度吻合。未參與研究的加州大學聖地牙哥分校生物工程教授Gert Cauwenberghs指出:「佩戴時間越長,系統因汗水降低阻抗而越準確,這是一大優勢。」
目前技術仍有限制,僅能透過無毛髮的前額皮膚進行監測。團隊正研發可印製在頭皮的墨水電路技術來突破限制。盧教授表示,未來將在藍芽晶片中整合神經網路,實現即時資料分析,讓航管員、飛行員等能立即獲得反饋。
儘管技術已具商業化潛力,專家也提醒需考量職場接受度。畢竟在臉上貼著電子裝置工作,對多數人來說仍需時間適應。但隨著高科技職場安全需求增加,這項創新監測技術的應用前景仍令人期待。