Ons niveau van alertheid stijgt en daalt in de loop van een werkdag, soms waardoor onze energie wegvalt en onze geest afdwaalt, net als we belangrijke taken moeten uitvoeren.

Om deze patronen te helpen begrijpen en de productiviteit te verbeteren, Cornell-onderzoekers hebben een tool ontwikkeld die alertheid volgt door de pupilgrootte te meten, vastgelegd door een reeks foto's die elke keer worden gemaakt wanneer gebruikers hun smartphones ontgrendelen.

"Omdat onze alertheid fluctueert, als we een patroon kunnen vinden, zal het erg handig zijn om onze dag te beheren en in te plannen, " zei Vincent W.S. Tseng, een doctoraalstudent in de informatiewetenschappen en hoofdauteur van "AlertnessScanner:What Do Your Pupils Tell About Your Alertness, " gepresenteerd in september op de 20e internationale conferentie over mens-computerinteractie met mobiele apparaten en diensten.

Traditionele methoden voor het analyseren van alertheid zijn vaak omslachtig, vaak inclusief apparaten die gedragen moeten worden. Onderzoekers in Cornell's People-Aware Computing Lab, gerund door Tanzeem Choudhury, universitair hoofddocent informatica en senior auteur van het onderzoek, wilde een manier creëren om alertheid onopvallend en continu te meten.

"Omdat mensen hun telefoon overdag heel vaak gebruiken, we dachten dat we telefoons konden gebruiken als een instrument om hun alertheid te begrijpen en te meten, "Zei Tseng. "En aangezien de ogen van mensen worden beïnvloed door hun alertheid, we dachten dat als mensen naar hun telefoon kijken, we zouden een moment kunnen gebruiken om hun alertheid op dat moment te meten."

Als mensen alert zijn, het sympathische zenuwstelsel zorgt ervoor dat de pupillen verwijden om het gemakkelijker te maken om informatie op te nemen. Als ze slaperig zijn, het parasympathische zenuwstelsel zorgt ervoor dat de pupillen samentrekken.

De krant, co-auteur met Saeed Abdullah, een assistent-professor aan het College of Information Sciences and Technology aan de Pennsylvania State University, en Cornell promovendus in informatiewetenschappen Jean Costa, omvatte twee onderzoeken die over een periode van twee jaar werden uitgevoerd. De eerste studie analyseerde de resultaten van 15 gebruikers, die werden gevraagd om elke drie uur foto's van zichzelf te maken. Van hun smartphones moesten hun infraroodfilters worden verwijderd om het gemakkelijker te maken om de contouren van de pupil en de iris te detecteren, vooral voor mensen met donkere ogen. De deelnemers werd ook gevraagd om een ​​slaapdagboek in te vullen, melden hoeveel uur ze elke nacht hadden geslapen, en zes keer per dag een telefonische Psychomotor Vigilance Test (PVT) af te leggen – een quiz van vijf minuten om hun reactietijd te meten.

De foto's gaven onderzoekers een beeld van de ogen van de deelnemers die ze vervolgens gebruikten om de pupilgrootte te meten, rekening houdend met positie en verlichting, om de reactietijd van een persoon te voorspellen. Dit werd vervolgens vergeleken met de resultaten van de PVT.

De onderzoekers ontdekten dat de pupilscan de alertheid betrouwbaar voorspelde. Maar omdat het onpraktisch was om mensen te vragen de infraroodfilters van hun telefoon te verwijderen, en hen ertoe aanzetten om de hele dag foto's van zichzelf te maken was te opdringerig, een jaar later voerden ze een tweede onderzoek uit, toen de kwaliteit van de smartphonecamera zodanig was verbeterd dat ze de filters niet meer hoefden te verwijderen.

In dat tweede onderzoek acht deelnemers kregen smartphones met camera's aan de voorkant met hoge resolutie die een burst van 30 foto's in één seconde maakten wanneer de telefoons werden ontgrendeld. Gebruikers vulden ook het slaapdagboek in en namen de PVT's.

Hoewel de twee onderzoeken vanwege hun verschillende methoden moeilijk te vergelijken waren, beide toonden aan dat het scannen van leerlingen een betrouwbaar middel was om alertheid te voorspellen. De tweede studie, die de foto's passief in een burst nam, werd als praktischer beschouwd omdat het minder werk van de gebruiker vereiste, zei Tseng.

Tseng zei dat de AlertnessScanner bijzonder nuttig kan zijn in de gezondheidszorg, aangezien medische professionals vaak lange dagen maken met ingewikkeld en belangrijk werk. Bijvoorbeeld, clinici kijken meestal naar apparaten tijdens operaties, en een camera aan de voorzijde op de apparaten kan hun alertheid tijdens procedures volgen.

Maar het begrijpen van alertheidspatronen kan nuttig zijn voor mensen op vele soorten werkplekken, zei Tseng.

"Als je iets heel belangrijks gedaan wilt krijgen, dan zou je deze taak waarschijnlijk moeten uitvoeren terwijl je op het hoogtepunt van je alertheid bent; wanneer je in een vallei van je alertheid bent, je kunt iets doen als rotwerk, "zei hij. "Je weet ook wanneer je het beste een pauze kunt nemen om je alertheid of energie weer op gang te brengen."