Ученые ИТМО оценили успешность занятия медитацией с помощью компьютерного зрения и нейросети

Результаты исследований опубликованы в журнале Future Internet.

Медитация и высокие технологии – на первый взгляд две совершенно не сочетающиеся вещи. Тем не менее, мобильные приложения, компьютерные алгоритмы так глубоко вошли в нашу жизнь, что первые инструменты, к которым прибегают люди, желая заняться йогой или медитацией – это зачастую поисковик и смартфон.

«Из-за коронавируса интерес к медитации сильно вырос, – рассказывает доцент факультета информационных технологий и программирования Университета ИТМО, старший научный сотрудник СПб ФИЦ РАН Алексей Кашевник. – Мы смотрели статистические данные – количество запросов в «Яндексе» о поиске различных приложений для медитаций в феврале-апреле значительно подросло. Население интересуется этими практиками, которые дают возможность мозгу отдохнуть от нашей повседневности, стресса, гонки».

Группа ученых Университета ИТМО решила создать приложение, которое поможет понять прогресс на пути расслабления и достижения психоэмоционального состояния, называемого медитацией. Для начала ученые собрали данные: они попытались определить, как внешняя активность человека – его дыхание, движения, позы – связана с его внутренним состоянием. В качестве консультантов привлекались преподаватели йоги и медитации.

«Пока у нас небольшая выборка данных, и говорить, что мы полностью решили задачу, нельзя, – отмечает Кашевник, – мы проанализировали пока всего около 50 видео. Тем не менее, первичные данные показывают, что есть совершенно четкая корреляция между определенными паттернами поведения и успешностью практики. Эти паттерны может увидеть нейросеть. Это ссутуливание, наклон корпуса человека в какую-то сторону, неритмичное дыхание, движение частей тела».

Первоначально работа шла в полуавтоматическом режиме – создатели отсматривали видео медитаций и строили графики движения частей тела, определяли, в каких позах сидят люди, и присваивали каждому параметру определенное количество положительных и отрицательных очков, которые позволяют нейросети в дальнейшем оценивать успешность занятия. В данный момент этот процесс удалось автоматизировать, что и послужило предметом вышеуказанной статьи.

«Понятно, что нейронная сеть никогда не даст ответ, что этот человек хорошо медитирует, а этот – плохо, – отмечает Кашевник. – Но нейронная сеть может дать ответ о прогрессе, которого он достиг за несколько месяцев занятий. Когда мы начинаем чем-то увлекаться, что-то пробуем, но не получаем обратной связи, это может снизить наш интерес».

В настоящее время ученые уже создали онлайн-ресурс, на котором можно загрузить видео своей тренировки, чтобы оценить ее успешность с помощью набора алгоритмов. В дальнейшем планируется свести их работу в единое мобильное приложение.

Помимо сугубо практического вклада работа имеет и теоретический пласт. Как пишут в заключении к статье авторы, им удалось подтвердить свою изначальную гипотезу о том, что внутренние психоэмоциональное состояние человека имеет внешние проявления в определенных паттернах поведения.

Статья: Human Psychophysiological Activity Estimation Based on Smartphone Camera and Wearable Electronics. A. Kashevnik, M. Kruglov, I. Lashkov, N. Teslya,P. Mikhailova, E. Ripachev, V. Malutin, N. Saveliev, I. Ryabchikov, Future Internet, 2020/10.3390/fi12070111.

 

Университет ИТМО (Санкт-Петербург) — национальный исследовательский университет, ведущий вуз России в области информационных и фотонных технологий, лидер Проекта 5-100. Альма-матер победителей международных соревнований по программированию: ICPC (единственный в мире семикратный чемпион), Google Code Jam, Facebook Hacker Cup, Яндекс.Алгоритм, Russian Code Cup, Topcoder Open и др. Приоритетные направления: IT, фотоника, робототехника, квантовые коммуникации, трансляционная медицина, урбанистика, Art&Science, Science Communication. С 2013 года — участник Проекта 5-100.

С 2016 г. Университет ИТМО входит в ТОП-100 лучших вузов мира в области компьютерных наук по версии предметного рейтинга Times Higher Education. В 2019 г. вуз дебютировал в ТОП-100 по направлению  «Автоматизация и управление» Шанхайского предметного рейтинга (ARWU). В предметных рейтингах QS за 2019 г. Университет ИТМО представлен в ТОП-300 лучших вузов мира по инженерным наукам (Engineering and Technology) и физическим наукам (Physics & Astronomy), а также стал единственным российским вузом в рейтинге QS по искусству и дизайну (Art & Design), войдя в ТОП-200 лучших вузов мира.

 

Благодарим за предоставление материала Пресс-службу Университета ИТМО.