Daudzi cilvēki no rīta lēnām ielej tasi kafijas, lai pamodinātu sevi. Bet tieši cik daudz kofeīna jums vajadzētu patērēt - un kad to vajadzētu lietot - lai sasniegtu modrības “maksimumu”?
Jauns algoritms tiecas atbildēt uz šo jautājumu.
Algoritms, kuru izstrādājuši ASV armijas pētnieki, ņem vērā cilvēku miega grafikus un identificē, cik daudz kofeīna viņiem vajadzētu patērēt un kad, lai sasniegtu optimālu modrību.
Pētnieki atklāja, ka, izmantojot šo algoritmu, viņi varēja uzlabot cilvēku sniegumu uzmanības uzdevumā līdz 64 procentiem, kaut arī cilvēki patērēja tādu pašu kopējo kofeīna daudzumu kā iepriekš. (Algoritms var ieteikt, piemēram, noteiktu kofeīna daudzumu vienā reizē un pēc tam citā dienā vēlāk.) Pētījumā arī tika atklāts, ka, ievērojot algoritma dozēšanas grafiku, cilvēki varēja samazināt savu kofeīna patēriņu par vairāk līdz 65 procentiem un joprojām sasniedz tādu pašu veiktspējas līmeni.
"Mēs izstrādājām algoritmus, kas darbojas kopā, un tie būtībā ļauj indivīda līmenī noteikt, kad un cik daudz indivīdam vajadzētu lietot kofeīnu, lai sasniegtu maksimālo veiktspēju vēlamajā laikā un vēlamajā ilgumā," sacīja pētījuma vecākais autors Jēkabs. Reifmans, DoD Biotehnoloģijas augstas veiktspējas skaitļošanas programmatūras lietojumprogrammu institūta direktors ASV armijas medicīnas pētījumu un materiālu komandā Fortdetrikā, Mērilendā.
Piemēram, ja esat students, kuram pēdējā nedēļa ir bijusi bez miega, kamēr tiek gatavots gaidāmajam eksāmenam, algoritma mērķis ir pateikt, kad lietot kofeīnu ", lai jūs eksāmena laikā būtu pēc iespējas modrāks," norāda Reifmans stāstīja Live Science.
Pētnieki jau ir izmantojuši savu tehnoloģiju, lai izstrādātu tīmekļa rīku un viedtālruņa lietotni ar nosaukumu 2B-Alert, kas var paredzēt cilvēka modrību, pamatojoties uz viņa miega laiku un kofeīna patēriņu. Tīmekļa rīks nodrošina rezultātu "vidējam Džo", savukārt viedtālruņa lietotne laika gaitā uzzina, kā indivīds reaģē uz miega trūkumu un kofeīnu, sacīja Reifmans.
Pašlaik publiski pieejamā 2B-Alert versija nepasaka cilvēkiem, kad un cik daudz kofeīna jāņem, lai sasniegtu maksimālu veiktspēju. Šis darba aspekts joprojām tiek apstiprināts pētījumos par ASV karavīriem.
Galu galā, kaut arī darbs tiek izstrādāts militāriem nolūkiem, Reifmans cer, ka tas var nākt par labu arī nespeciālistiem, ieskaitot maiņu darbiniekus, gaisa satiksmes vadības dispečerus un pat studentus, kas piesaista testu. "Mēs visi ciešam no miega trūkuma", laiku pa laikam sacīja Reifmans.
Kofeīns un laiks
Kofeīna efektivitāte ir atkarīga ne tikai no tā, cik daudz jūs patērējat, bet gan no tā, kad to patērējat - cilvēkam, kam ir miegs, viena kafijas tase no rīta, iespējams, nenovērš miegainību vēlāk dienā.
Iepriekš pētnieki izstrādāja matemātisko modeli, ko sauca par vienoto veiktspējas modeli (UMP), kurš varēja paredzēt miega zaudēšanas un kofeīna patēriņa ietekmi uz cilvēka sniegumu. Bet šis modelis cilvēkiem precīzi neteica, kad un cik daudz kofeīna viņiem vajadzēja, lai sasniegtu maksimālo veiktspēju.
Lai risinātu šo problēmu, pētnieki apvienoja UMP ar "optimizācijas algoritmu". Jaunais algoritms kā ievadi izmantoja cilvēka miega grafiku un kā izeju nodrošināja "kofeīna dozēšanas stratēģiju" (kad un cik daudz kofeīna vajadzētu lietot).
Pēc tam pētnieki pārbaudīja savu algoritmu, izmantojot iepriekšējo pētījumu datus par kofeīna efektivitāti cilvēkiem, kuriem trūka miega. Šajos iepriekšējos pētījumos cilvēkiem uz noteiktu laiku tika liegts miegs un viņiem tika dotas īpašas kofeīna devas. Pēc tam pētnieki izmērīja, cik labi kofeīns uzlabo savu veiktspēju vienkāršā uzdevumā, kas mēra uzmanību un reakcijas laiku.
Jaunajā pētījumā pētnieki veica datoru simulācijas, lai pārbaudītu cilvēku veiktspēju, izmantojot sākotnējos pētījumos izmantotos kofeīna dozēšanas stratēģijas, kā arī dozēšanas stratēģijas, kuras nosaka jaunais algoritms.
Viņi atklāja, ka jaunā algoritma dozēšanas stratēģijas varētu uzlabot cilvēku veiktspēju par 16 līdz 64 procentiem un samazināt kopējo kofeīna patēriņu par 17 līdz 65 procentiem, salīdzinot ar iepriekšējiem pētījumiem.
Kā tas bija iespējams? Piemēram, vienā pētījumā dalībnieki katru dienu vienā un tajā pašā laikā, piecas dienas, patērēja 400 miligramus kofeīna, kopā 2000 mg. Bet tāpēc, ka dalībniekiem trūka miega - naktī viņi guva tikai 5 miega stundas -, viņi pakāpeniski uzkrāja "miega parādu", kas kaitēja viņu sniegumam, it īpaši vēlāk. Tātad optimizācijas algoritms noteica, ka dalībniekiem nedēļas laikā (īpaši vēlāk dienas laikā) vajadzēja vairāk kofeīna un nedēļas sākumā mazāk kofeīna, lai optimizētu viņu sniegumu.
Kamēr pašreizējais pētījums bija retrospektīvs (tas nozīmē, ka tajā tika izmantoti iepriekšējie dati), pētnieki plāno vēl vienu pētījumu, kas pārbaudīs algoritmu reālā laikā. Šajā turpmākajā pētījumā karavīriem uz noteiktu laiku tiks liegts miegs. Aptuveni šī perioda pusceļā algoritms noteiks, cik daudz kofeīna nepieciešams katram šķīdinātājam un kurā laikā, lai tie sasniegtu vismaz noteiktu modrības līmeni, sacīja Reifmans.
Reifmans sacīja, ka optimizācijas algoritmam vajadzētu būt pieejamam 2B-Alert platformā kādreiz pirms gada beigām.
