A Spinoff a Day – Un auto-test di reazione per capire il livello di attenzione di astronauti, piloti e camionisti

L’argomento dei ritmi circadiani e dei cicli sonno-veglia è un aspetto molto importante della vita degli astronauti, spesso sottoposti a programmi di lavoro esigenti e talvolta imprevedibili (ad esempio per riparazioni non preventivate), ed inseriti in un contesto ambientale che modifica la naturale percezione del tempo e dello spazio. Qui avevamo parlato di come le luci a LED possano aiutare la produzione di melatonina, ma gli studi degli ingegneri a terra hanno seguito negli anni diverse vie. Una di queste si basa sulla valutazione dell’attenzione degli astronauti durante la giornata che, fino a qualche anno fa, si limitava ad un contatto periodico con il personale medico a terra comunicando il proprio stato di salute.

Nei primi anni ’80 David Dinges, un professore di psicologia e psichiatria all’Università della Pennsylvania, sviluppò quello che diventò uno dei test più usati per determinare i livelli di attenzione. Il Psychomotor Vigilance Task (PVT) è un test per cui all’emissione di uno stimolo luminoso da parte di un monitor, l’utente deve premere un pulsante il prima possibile. La luce viene accesa ad intervalli regolari per pochi secondi fino a che non vengono captate le risposte dell’utente per stabilire la velocità di reazione in millisecondi. Il test misura sia il numero di omissioni (vuoti di reazione), che l’eccessiva reazione (risposte impulsive). Rilevando questi cambi di performance, il PVT registra il grado di deficit nell’attenzione.

Sebbene il tradizionale test di 10 minuti fosse praticato per studi di laboratorio e trial clinici, la sua durata lo rese poco pratico come test per gli astronauti che lavorano nello spazio, dato il loro tempo relativamente limitato. “Ogni minuto è prezionso per noi” afferma il chirurgo Johntson “e c’è così tanto da fare… inoltre gli astronauti devono essere focalizzati sui loro compiti, non hanno molto tempo per questi tipi di test”.

Dinges e il suo collega Mathias Basner iniziarono quindi a  lavorare su una versione del test più breve, 3 minuti. La sfida stava nello sviluppare un algoritmo che potesse produrre risultati altrettanto affidabili. Lo sviluppo iniziò con la misurazione della performance di un astronauta durante quattro “NASA Extreme Environment Operations” (per sapere che cos’è una NEEMO, qui l’articolo sulla missione cui partecipò Luca Parmitano). Quei tempi di reazione crearono la base per un punteggio utilizzato dagli astronauti nel test PVT-B sulla ISS.

Come ormai ben sappiamo, però, uno degli aspetti limitanti degli avamposti spaziali è, ironicamente, la carenza di spazio vivibile, pertanto bisognava creare un tipo di strumentazione per il test che potenzialmente non aggiungesse ulteriore massa. Qui fu dove entrò in gioco l’azienda di software Pulsar Informatics, con sede a Philadelphia. Il presidente di Pulsar, Daniel Mollicone, studiò un metodo per sopperire al problema. Tale test era sempre stato eseguito su un macchinario dedicato, ed ora bisognava trasportare il tutto all’interno di un software per PC, strumento utilizzato dagli astronauti. Il problema principale era ricreare la stessa precisione nello strumento di registrazione delle reazioni perché, ricordiamo, si tratta di millesimi di secondo. Ma gli ingegneri accettarono la sfida: avevano già sviluppato un sistema di calibrazione robotica in precedenza, e si sentivano all’altezza.

L’Auto-test PVT-B nato da questa collaborazione fu rinominato da NASA Auto-Test di Reazione perché finalmente era fruibile dagli astronauti senza aiuti esterni e in piena autonomia.

Quando il software fornisce un feedback indicante un livello di allerta sotto il dovuto, gli astronauti consultano i loro medici di volo, i quali valutano i risultati e suggeriscono alcune contromisure, come ad esempio un sonnellino ristoratore, un periodo di pausa dal lavoro o un cambio di programmazione per l’utente in questione.

Non solo NASA beneficierà dell’auto-test: la Pulsar Informatics, infatti, ha preso contatti con altre agenzie governative come il Dipartimento dei Trasporti e la Marina. Le aziende di trasporti e le compagnie di aerei commerciali lo utilizzano per capire meglio la fatica cui sono sottoposti gli operatori, così da prevenire incidenti indotti dalla stanchezza, dato che è la causa principale degli incidenti stradali. “Quando il test segnala alti livelli di stanchezza molte persone reagiscono affermando di non aver avuto idea di essere così stanche e di aver bisogno di dormire” conclude Mollicone. “Il test ha il potenziale di salvare molte vite”.

Un test di reazione aiuta a capire il livello di attenzione degli astronauti © NASA / Veronica Remondini

Per approfondire:

Spinoff in originale [ENG]

Proviamo il test [ENG]

Sito di Pulsar Informatics [ENG]

Presentazione completa in pdf originale in inglese, traduzione italiana a cura di Veronica Remondini.