mesurer-la-pupille-pour-détecter-la-vigilance

Notre niveau de vigilance augmente et diminue au cours d’une journée de travail, entraînant parfois une baisse de notre énergie et un esprit errant au moment même où nous devons accomplir des tâches importantes.

Détecter le niveau de vigilance grâce à un smartphone

Pour aider à comprendre cet état et à améliorer la productivité, les chercheurs de l’Université Cornell ont mis au point un outil permettant de suivre l’état de vigilance en mesurant la taille de la pupille, capturée au moyen d’une rafale de photographies prises chaque fois que les utilisateurs déverrouillent leur smartphone.

«Comme notre vigilance varie, si nous pouvons trouver un modèle, il sera très utile pour gérer et planifier notre journée», a déclaré Vincent W.S. Tseng, étudiant au doctorat en sciences de l’information et auteur principal de «AlertnessScanner: ce que révèlent vos pupilles sur votre vigilance », présenté en septembre lors de la 20e Conférence internationale sur l’interaction homme-machine avec les appareils et services mobiles.

Les méthodes traditionnelles d’analyse de la vigilance ont tendance à être encombrantes, comprenant souvent des dispositifs que les utilisateurs doivent porter avec eux. Les chercheurs du People-Aware Computing Lab de Cornell, dirigé par Tanzeem Choudhury, professeur agrégé en sciences de l’information et auteur principal de cette étude, souhaitaient créer un moyen de mesurer la vigilance de manière discrète et continue.

«Comme les gens utilisent leur téléphone très fréquemment pendant la journée, nous pensions pouvoir utiliser cet appareil comme un instrument pour comprendre et mesurer leur vigilance», a déclaré Tseng. « De plus, les gens sont souvent intéressés à connaître leur niveau de vigilance, par conséquent nous pensions que lorsqu’ils regarderaient leur téléphone, nous pourrions utiliser ce moment pour mesurer leur vigilance. »

La grosseur des pupilles change selon le niveau de vigilance

Lorsque les gens sont alertes, le système nerveux sympathique provoque la dilatation des pupilles pour faciliter la collecte des informations. Quand ils sont assoupis, le système nerveux parasympathique provoque la contraction des pupilles. Donc utiliser un smartphone pour détecter le niveau de vigilance est une méthode plus simple que toutes les autres.

Le document, co-écrit avec Saeed Abdullah, professeur adjoint au Collège des sciences et technologies de l’information de la Pennsylvania State University, et le doctorant en sciences de l’information Cornell Jean Costa, comprenait deux études menées sur deux ans. La première étude a analysé les résultats de 15 utilisateurs qui ont été invités à se prendre en photo toutes les trois heures.

Le filtre infrarouge de leurs smartphones devait être retiré pour faciliter la détection des contours de la pupille et de l’iris, en particulier pour les personnes ayant les yeux foncés. On a également demandé aux participants de rédiger un journal de leur sommeil, indiquant le nombre d’heures durant lequel ils dormaient à chaque nuit, et de passer un test de vigilance psychomotrice téléphonique (PVT), et un questionnaire de cinq minutes six fois par jour, permettant d’évaluer leur temps de réaction.

Les photos donnaient aux chercheurs un aperçu des yeux des participants qu’ils utilisaient ensuite pour mesurer la taille de la pupille, en tenant compte de la position et de l’éclairage, afin de prédire le temps de réaction de la personne. Ceci a ensuite été comparé aux résultats du PVT.

L’analyse de la pupille permettait de prédire la vigilance

Les chercheurs ont constaté que l’analyse de la pupille permettait de prédire de manière fiable la vigilance. Mais demander aux gens de retirer les filtres infrarouges de leur téléphone n’était pas pratique, et les inciter à se prendre en photo tout au long de la journée était trop envahissant, ils ont mené une deuxième étude un an plus tard, lorsque la qualité des caméras des smartphones s’était suffisamment améliorée pour ne plus devoir enlever les filtres.

Dans cette seconde étude, huit participants ont reçu des smartphones équipés d’appareils photo haute résolution à l’avant, qui ont pris 30 photos en une seconde chaque fois que les téléphones étaient déverrouillés. Les utilisateurs ont également rempli un journal sur leur sommeil et pris les PVT.

Bien que les deux études soient difficiles à comparer en raison de leurs différentes méthodes, les deux études ont démontré que le balayage des pupilles était un moyen fiable de prédire la vigilance. La deuxième étude, qui prenait les photos de manière passive en rafale, a été jugée plus pratique car elle nécessitait moins de travail de la part de l’utilisateur, a déclaré Tseng.

AlertnessScanner pourrait être utile dans le secteur de la santé

M. Tseng a déclaré qu’AlertnessScanner pourrait être particulièrement utile dans le secteur de la santé, car les professionnels de la santé travaillent souvent de longues heures. Par exemple, les cliniciens examinent généralement les appareils au cours d’une chirurgie et un smartphone ayant cette application, pourrait suivre leur vigilance tout au long des procédures chirurgicales.

De plus comprendre les structures de la vigilance chez une personne pourrait être utile dans de nombreux lieux de travail, a déclaré Tseng. «Si vous voulez accomplir quelque chose de très important, alors vous devriez probablement exécuter cette tâche lorsque vous êtes au sommet de votre vigilance et même le faire par coeur», a-t-il déclaré. « Vous saurez également quel est le meilleur moment pour faire une pause afin de vous permettre de retrouver votre vigilance ou votre énergie. »

Cette recherche a été financée en partie par Intel et la Semiconductor Research Corporation, grâce à une subvention de calcul du rythme circadien.

Source : University Cornell