Zwiększanie bezpieczeństwa kierowców dzięki rozpoznawaniu emocji na podstawie sygnałów EKG z wykorzystaniem sieci BiLSTM

Emocje mają decydujący wpływ na procesy decyzyjne i zachowania człowieka, zwłaszcza w sytuacjach wymagających szczególnej ostrożności, takich jak prowadzenie pojazdu. W niniejszym badaniu przedstawiono system rozpoznawania emocji oparty na EKG, przeznaczony do monitorowania kierowców w czasie rzeczywistym, który analizuje wyłącznie sygnały elektrokardiograficzne (EKG) za pomocą sieci dwukierunkowej pamięci długo- i krótkoterminowej (BiLSTM). System ten rejestruje dynamikę czasową cech fizjologicznych – w tym zmienność rytmu serca i entropię sygnału – w celu klasyfikacji siedmiu stanów emocjonalnych (neutralny, radosny, smutny, zły, strach, zaskoczenie, obrzydzenie) z dużą dokładnością. Oprócz wykrywania, system zawiera inteligentny mechanizm rekomendacji zaprojektowany w celu łagodzenia emocjonalnych czynników rozpraszających uwagę, pokazując, w jaki sposób prognozy emocjonalne mogą zostać przełożone na informacje zwrotne wspierające kierowcę. Weryfikacja eksperymentalna na syntetycznych danych EKG wykazuje solidną wydajność klasyfikacji emocji w identyfikowaniu złożonych wzorców emocjonalnych na podstawie danych EKG, przewyższając konwencjonalne podejścia jednomodalne. Łącząc informatykę afektywną z inteligentnymi systemami transportowymi, niniejsza praca przyczynia się do rozwoju adaptacyjnych systemów wspomagania kierowcy (DAS), które stawiają na pierwszym miejscu zarówno bezpieczeństwo na drogach, jak i dobre samopoczucie użytkowników. Dzięki możliwościom działania w czasie rzeczywistym oraz nieinwazyjnej konstrukcji proponowany system stanowi skalowalne rozwiązanie dla środowisk rozpoznających emocje, wykazując potencjał rozpoznawania emocji na podstawie EKG jako elementu wspierającego przyszłe systemy wspomagania kierowcy. Badania te wnoszą wkład w rozwijającą się dziedzinę afektywnej interakcji człowiek-maszyna, jednocześnie pokazując praktyczne zastosowania w inteligentnych systemach transportowych.