Принцип, заложенный в основу комплекса – это сочетание VR-терапии с нейротехнологиями (в части биологической обратной связи) и самообучающимся искусственным интеллектом (в части функционирования диагностической подсистемы). Во время рабочего сеанса комплекс погружает пользователя в виртуальную среду, где пользователь может управлять объектами данной среды при помощи психического расслабления либо концентрации, достигая таким образом необходимого состояния.
В основе метода VR-терапии лежит принцип пассивно-реактивной стимуляции состояний концентрации и расслабления на основе трансляции стимулов VR-среды, управляемых при помощи механизма биологической обратной связи (БОС). Также в данном методе использован принцип рефлекторного обучения модуляции необходимого состояния.
Метод VR-терапии не только регулирует состояние в моменте, но и является инструментом самостоятельного приобретения навыка контроля психического состояния.
Применение нейротехнологий позволило достичь гибкости коррекционной процедуры. Эта гибкость позволяет повысить эффективность процедуры до ранее недостижимых значений.
В качестве стимульного материала применяется комплект образов, создаваемых внутри VR-реальности, в которую погружается клиент. Успешность усилий клиента по достижению необходимого состояния (степени расслабления и концентрации) отслеживается нейроинтерфейсом (элементом БОС), считывающим соответствующие показания активности ГМ – на основании этих данных меняется объектное содержание образов VR-реальности.
Данный механизм по принципу действия условно сравним с визуализационной медитацией, в котором визуализация достигается внешним аппаратным средством – то есть обретает повышенную в сравнении с традиционным подходом эффективность.
Состав комплекса
В базовой комплектации программно-аппаратный комплекс «NeVroPlex» состоит из четырех компонентов:
VR-очки
VR-очки с комплектом джойстиков предназначены для погружения человека в среду виртуальной реальности. Объекты этой реальности можно менять психическими усилиями – именно это лежит в основе нашей технологии управления стрессом. В качестве штатных VR-очков используются очки/шлем Oculus Quest, оптимально отвечающие поставленной задаче.
В качестве альтернативы штатным VR-очкам допускается использование различных моделей указанного оборудования, но оно должно удовлетворять следующим минимальным требованиям:
Шлем виртуальной реальности с характеристиками не ниже:
Частота обновления изображения -60 Гц
Разрешение дисплея - 1920х1080 (или 960×1080 для каждого глаза)
Угол обзора - 80°
Датчики - акселерометр, гироскоп
Встроенные наушники или разъём для подключения внешних динамиков.
При эксплуатации моделей шлемов, использующих дисплей и аппаратные ресурсы смартфона, соответствующие требования предъявляются к смартфону.
Нейроинтерфейс
Нейроинтерфейс предназначен для снятия ЭЭГ-сигналов головного мозга человека. Технически представляет собой головной обруч с датчиками, считывающими соответствующие показания, и аппаратурой передачи данных. Именно с помощью нейроинтерфейса система получает информацию, на основе которой динамически меняет объекты виртуальной реальности в соответствии с задачами программы.
В качестве альтернативы штатному нейроинтерфейсу допускается использование нейроинтерфейсов с характеристиками не ниже:
Baud rate: 9600
3 лобных электрода: EEG, GND, REF
Bluetooth2.0
Радиус: 10M
Время работы: 1 час
Совместимость с ОС, используемой на ЭВМ
Программное обеспечение для контроля над стрессом
Программное обеспечение комплекса – это непосредственно программа, обеспечивающая взаимодействие его частей друг с другом и с человеком в рамках выполнения задач комплекса – снятия стрессового состояния, повышения концентрации и выработки механизма противодействия стрессу. Программа содержит 6 основных уровней и два служебных.
ПО “NeVroPlex” содержит авторский алгоритм сбора и обработки данных с нейроинтерфейса (ЭЭГ головного мозга), а также определения на основе полученных результатов текущего состояния пользователя и выбор подаваемого контента. Программа считывает данные, полученные с помощью нейроинтерфейса, выводит их в консоль и выполняет анализ полученных данных, по результатам которого отправляет на VR-устройство ту или иную команду.
Хотя идея совместной работы биологической обратной связи и VR не новая, аналоги данного ПО неизвестны, и комплексов для VR-медитации с биологической обратной связью при помощи нейроинтерфейсана рынке пока нет. Сложность заключается в отсутствии адекватных средств отслеживания динамики состояния пользователя.
Штатное ПО, прилагаемое, например, к нейроинтерфейсам, предоставляет значения коэффициентов расслабления и концентрации в реальном времени, но не фиксирует устойчивость состояния пользователя. При этом значения коэффициентов могут существенно изменяться несколько раз в секунду. Предполагается, что стабильно высокие значения коэффициента расслабления или концентрации говорят о приближении пользователя к соответствующему состоянию. Однако для сопровождения процесса достижения состояния этих данных мало, необходимо более точно фиксировать устойчивость текущего состояния на промежуточных этапах процесса. Алгоритм ПО “NeVroPlex” не просто фиксирует достижение заданных значений коэффициентов, но и анализирует их устойчивость или неустойчивость. Вывод о том, что пользователь достиг или не достиг искомого состояния делается на основании анализа данных за период времени в десятки секунд. Это позволяет следить за ходом сеанса медитации или концентрации и постепенно изменять предоставляемый контентдля оптимизации процесса.
Диагностическая аналитическая система на основе искусственного интеллекта
Аналитическая система на основе искусственного интеллекта, входящая в состав ПАК «NeVroPlex», предназначена для выявления состояния стресса и состояний сходной природы. В своей работе система использует камеру, подключенную к компьютеру, за которым работает объект исследования – через камеру система отслеживает мимические признаки, соответствующие состоянию стресса, и выдает рекомендации на основе доминирования соответствующих признаков в течении определенного временного периода. Система задействует принцип «машинного обучения», и обучена на материале датасета FER13 из 28709 фотографий; система способна определять до 6 признаков эмоционального состояния.
Комплектацию и конфигурацию поставки можно устанавливать в зависимости от ваших задач.
Использование комплекса
Два этапа работы
Работа ПАК «NeVroPlex» разделена на два этапа: диагностический и коррекционный. На диагностическом этапе происходит выявление признаков стрессового состояния либо состояния близкой природы у человека; процедуры этого этапа автоматически осуществляются в постоянном, дежурном, режиме. На коррекционном этапе запускаются процедуры с сотрудником, у которого выявлены признаки стресса или состояний близкой природы.
Диагностический этап
Для диагностического этапа применяется модуль «Аналитическая система на основе искусственного интеллекта», входящий в состав комплекса. Данный модуль задействует в своей работе камеру, подключенную к рабочему компьютеру сотрудника, либо штатную камеру этого компьютера. Модуль способен отслеживать эмоциональное состояние человека на основе мимических признаков посредством постоянного анализа видеопотока с камеры, и делать на основании полученных данных выводы о наличии стрессового или близкого по природе состояния.
При получении информации от диагностического аналитического модуля о наличии у сотрудника признаков стресса сотрудник направляется на коррекционный этап.
Коррекционный этап
В ходе процедуры коррекции по технологии VR-терапии человек при помощи VR-очков погружается в виртуальную реальность – там он «попадает» в ряд локаций, наполненных объектами. Параметры этих объектов меняются при помощи психического расслабления либо концентрации. Всего в сеансе может быть использовано, в зависимости от задач, до шести уровней программы – три из них позволяют достичь расслабления (что приводит к купированию стрессовых состояний), а три – позволяют достичь концентрации на нужных задачах.
Уровень сложности выполняемых заданий может задаваться внутри самой программы, или (в варианте для психологических служб) через внешний интерфейс комплекса. Программа сама «ведёт» человека по локациям, рассказывая, что нужно делать, поэтому нагрузка на оператора минимальна, и, соответственно, обучение оператора занимает всего несколько часов. Инструктаж перед процедурой составляет 1-2 минуты. Длительность сеанса может составлять до 20 минут. На практике длительность сеанса зависит от успешности выполнения человеком заданий из уровней.
