Ihmiskuntaa vaivaa ongelma: informaation määrä kasvaa jatkuvasti, mutta kykymme käsitellä tietoa ei kehity samassa tahdissa. Tulevaisuuden älylasit tarjoavat ratkaisuja tähän haasteeseen, sillä niiden avulla visuaalisen informaation tulvaa ja visuaalista havaitsemista voidaan pian monitoroida arkielämän tilanteissa. Tämä avaa mahdollisuuksia muun muassa aivoterveyden, neuroergonomian ja hyvinvoinnin edistämiseen sekä erilaisten sairauksien varhaisdiagnostiikkaan.
Ihminen räpäyttää tai liikuttaa silmiään satoja tuhansia kertoja päivässä. Silmän räpäytyksistä ja liikkeistä voidaan tunnistaa parametrejä, jotka sisältävät valtavasti tietoa ihmisen visuaalisesta havaitsemisesta, terveydestä, kognitiivisesta tilasta ja aivojen toiminnasta. Tätä tietoa voidaan jo lähitulevaisuudessa hyödyntää älylasien avulla.
Sensoritekniikan kehitys mahdollistaa erilaisten antureiden paketoimisen pieneen tilaan: esimerkiksi silmälasien sankoihin voidaan jo nyt integroida antureita, jotka mittaavat monipuolisesti ihmisen biosignaaleita. Näiden nk. älylasien avulla päästään monitoroimaan mm. silmänliikkeitä ja visuaalista havaitsemista huomaamattomasti ihmisen luonnollisessa ympäristössä. Tämä tulee hyvin todennäköisesti mullistamaan käsityksemme ihmisen visuaalisesta havaitsemisesta arkielämän tilanteissa.
Algoritmit ja koneoppiminen keskeisiä työkaluja
Silmänliikkeitä ja visuaalista havaitsemista on tähän saakka tutkittu lähinnä laboratoriossa olosuhteissa, joissa ihminen on paikallaan ja suorittaa määrättyä tehtävää. Tulemme saamaan valtavasti uutta ja objektiivista tietoa ihmisen visuaalisesta havaitsemisesta ja silmänliikkeistä, koska tekninen kehitys mahdollistaa vähitellen liikkuvan ihmisen luotettavan mittaamisen. Jotta tuota uutta tietoa voidaan hyödyntää, tarvitsemme kuitenkin uusia työkaluja.
Tarkasti kontrolloiduissa laboratorio-olosuhteissa silmänliikkeet poikkeavat tosielämän tilanteista. Ennen kuin vapaasti liikkuvan ihmisen silmänliikkeitä voidaan tulkinta, on kehitettävä uusia algoritmeja. Niiden avulla voidaan tunnistaa parametrejä, jotka kuvaavat visuaalista havaitsemista. Lisäksi tarvitaan tekoälyyn perustuvia menetelmiä erilaisten kognitiivisten tilojen (kuten esimerkiksi kuormitustilan) tunnistamiseksi näistä parametreistä.
Siirtymä laboratoriosta liikkuvan ihmisen tutkimiseen on tehtävä hallitusti, jotta löydämme signaaleista oikeita asioita ja ymmärrämme, mistä ne kertovat. Lisäksi erilaiset ympäristön visuaaliset ärsykkeet ja arkielämän tilanteet vaikuttavat eri ihmisiin eri tavalla. Siksi tarvitaan nopeita, kevyitä ja personoituja algoritmeja, sekä tehokasta koneoppimista niiden kehittämiseen.
Virtuaalitodellisuus toimii siltana laboratoriotutkimuksen ja tosielämän välillä – se tarjoaa kontrolloidun ympäristön algoritmien ja menetelmien kehittämiseen. Virtuaalitodellisuudessa voimme hallita visuaalista ympäristöä täysin sekä havainnoida ihmisen kohtaamia ärsykkeitä ja niiden vaikutuksia mm. kognitiiviseen tilaan. Juuri tätä olemme tutkineet ja kehittäneet VTT:llä Suomen Akatemian rahoittamassa EYES-hankkeessa. Työmme jatkuu niin ikään Suomen Akatemian rahoittamassa, vuoteen 2027 saakka jatkuvassa AWARE-hankkeessa yhteistyössä Tampereen yliopiston ja Lapin yliopiston kanssa.
Monia mahdollisuuksia terveysalalla
Silmänliikkeiden tutkimuksen edistysaskeleet avaavat merkittäviä mahdollisuuksia terveysalan sovelluksiin. Älylasit voivat olla kuluttajien saatavilla jo muutamien vuosien kuluttua. Niiden lisääntyvä käyttö mahdollistaa silmänliikkeiden laajemman monitoroinnin, ja kertyvän datan avulla voidaan tunnistaa esimerkiksi neurogeneratiivisia sairauksia tai keskittymisvaikeuksia. Tulevaisuudessa silmänliikkeistä tunnistetut parametrit antavat tietoa kognitiivisesta tilastamme, auttavat hallitsemaan aivojemme kuormittumista ja edistävät ihmisten aivoterveyttä.
Kiinnostuitko?
Tutustu tarkemmin visioomme silmänliikkeiden mittaamisesta, visuaalisen havaitsemisen tutkimisesta sekä ihmisen kognitiivisen tilan arvioinnista virtuaalitodellisuudesta.
