通常是说唱歌手和摇滚明星才使用的面部纹身，也许有一天可以用来确保普通上班族不会过度劳累。
本周，德克萨斯大学的研究人员推出了一款新型、可移除的、类似贴纸的电子面部可穿戴设备，该设备利用脑电图（EEG）和眼电图（EOG）技术，在佩戴者完成任务时持续监测其精神压力变化。理论上，这种电子纹身贴片可以确保空中交通管制员或其他处于类似高压环境下的工作人员保持在精神活动的“适宜区”：压力不过大导致出错，也不过小导致厌倦和分心。而且，与普通面部纹身不同，这些电子纹身贴片可以在一天结束时取下。
“我们长期以来一直在监测工人的身体健康，追踪他们的伤病和肌肉劳损，”德克萨斯大学奥斯汀分校教授兼该研究的首席研究员 Luis Sentis 在一份声明中说。“现在我们能够监测精神压力，这在以前是无法做到的。”
这款新的可穿戴设备已于本周在《Device》期刊上发布。
利用科技实现“最佳脑力负荷”
研究人员使用“脑力负荷”一词来指代一个人完成任务所付出的认知努力的总量。尽管具体情况可能因工作类型而异，但过去的研究表明，对于高压力活动，人们在既不超负荷也不低于负荷时表现最佳。衡量这种平衡可能很棘手。目前评估脑力负荷的标准是一项名为“NASA 任务负荷指数”的调查，该调查要求工人在完成特定任务后对其感知到的劳累程度进行评分。这种方法的缺点是它本质上是主观的，并且无法捕捉实时生理反应。
图 F：在各种头部运动、面部表情和活动性运动期间，用脑视（红色）和电子纹身贴片（浅蓝色）测得的脑电图。
多年来，研究人员一直在尝试使用脑电图和眼电图来衡量一个人大脑活动的各种变化，以克服主观自我报告脑力负荷的局限性。但这些系统通常以头盔或连接到头皮的电极的形式存在，由于其笨重的体积，不适合日常使用，使得工人在全天佩戴不切实际。
电子纹身应运而生。研究人员设计了薄如纸、类似贴纸的传感器，可以贴在用户的额头上，并在工作时无线测量脑电波。每个传感器都包含波浪形的脂质和线圈，使其能够拉伸和弯曲，从而能够附着在皮肤上，同时保持强大的信号。一个小型轻巧的电池组为系统供电。每个电子纹身贴片都是定制契合的，以适应个体面部细微差异。贴片本身是可丢弃的，且生产成本低廉。
研究人员提供的可穿戴设备图片显示，一名留胡子的男子额头上贴着这个贴片。乍一看，纹身的上半部分看起来像一排黑色花朵或曼陀罗，散布在他的头上，由波浪形的黑线连接。这些线从每侧太阳穴延伸到面部。在他右颧骨上方还有一个类似花朵的传感器簇。在每只眼睛下方，一组独立的传感器位于下眼睑下方约两英寸处。如果光线稍有不同，这个人看起来就像是从电子游戏《赛博朋克 2077》的概念艺术中走出来的一样。
这些标记不仅仅是为了美观。面部周围的传感器组合能够测量 theta 和 delta 脑电波的变化——这两种脑电波都与认知需求增加有关。相比之下，alpha 和 beta 脑电波的减少则标志着精神疲劳。研究人员让六名受试者在完成一系列日益复杂的任务时佩戴电子纹身贴片。然后，他们将这些结果与 NASA 任务负荷指数的反应进行了比较，发现电子纹身贴片得出的客观测量结果具有可比性。更进一步，他们训练了一个计算机模型，根据任务开始时设备收集的脑电信号来估算受试者潜在的脑力负荷。研究人员指出，电子纹身贴片能够“预测精神压力”。
电子纹身贴片不仅限于面部
这并非研究人员首次使用电子纹身贴片来测量大脑活动。去年，同一团队开发了一种液体电子纹身墨水，可以喷涂在人的头皮上。与新款的“面部纹身”一样，这种液体墨水使脑电图传感器能够监测脑电波。早在 2018 年，明尼苏达大学的研究人员开发了一种由银屑制成的 3D 打印纹身墨水，旨在帮助伤口愈合，并在不再需要时剥离丢弃。其他研究人员还开发了轻便、防汗的纹身贴片，可以贴在胸部持续监测心率。理论上，这些可穿戴设备的未来版本可以用于检测心脏病的早期迹象，即“危险信号”。
这一切都还处于早期阶段，但电子面部纹身贴片的研究人员设想，在不久的将来，高压职业的工人可以在工作期间佩戴其中一个传感器，并在一天结束时将其丢弃。该设备将在工作日收集脑电波数据，并将其无线传输给人类或机器监督员，如果工人的脑力负荷超出最佳范围，监督员可以进行干预。
不过，在这一愿景成为现实之前，还有一些问题需要解决。目前的设计仅在无毛皮肤上效果良好，这可能会限制其使用。另外，别人如何看待与一个戴着面部传感器的同事并肩而坐也还不清楚。
