Наверное, каждый человек замечал, что освещение в помещении влияет на то, как мы воспринимаем пространство и как себя чувствуем в нем. Так, теплое желтое освещение делает помещение уютнее, а правильно использованное нейтральное белое освещение заставит комнату казаться больше. Однако на этом возможности света не ограничиваются.
Освещение может влиять на самочувствие человека и его работоспособность. Правильно настроенное освещение поможет расслабиться или, наоборот, сосредоточиться на работе. Используя эти знания, светодизайнер может создать идеальное освещение для конкретного пользователя. Но встает вопрос: как сделать комфортным освещение в рабочем пространстве, где вместе находятся несколько человек с разным настроением, самочувствием, привычками и циркадными ритмами?
Группа ученых и студентов ИТМО разрабатывает умную систему освещения, которая могла бы создавать комфортное «индивидуализированное» освещение над рабочими местами для каждого работника, с учетом его рабочего цикла и психоэмоционального состояния, даже если работники сидят рядом. В идеале эта система поможет снизить уровень стресса и конфликтов в офисе или лаборатории, когда один сотрудник просит сделать свет ярче, а другой, напротив, хочет чуть притушить свет, чтобы на несколько минут отдохнуть. Научных вопросов, на которые необходимо найти ответы, довольно много, и участники работают как над общим проектом, так и над выполнением своих индивидуальных научных задач.
«В нашем проекте мы пытаемся понять, как освещение влияет на психоэмоциональное состояние человека, ― рассказывает автор проекта, магистрантка международной образовательной программы программы «Световой дизайн» Анастасия Лаушкина, ― когда мы соберем данные, наша система сможет сама подстраиваться под запросы каждого пользователя. Над каждым рабочим местом расположен индивидуальный светильник, который управляется отдельно, создавая комфортные условия для каждого человека, не нарушая границы других людей в помещении».
Как отмечает доцент Института дизайна и урбанистики, руководитель Международной лаборатории светового дизайна городской среды Наталья Быстрянцева, вектор развития освещения сейчас направлен на человеко-ориентированное проектирование и включает в себя акцент на индивидуальные потребности различных социальных групп. Например, поддержку циркадного ритма у людей пожилого возраста, стимуляцию концентрации и продуктивности у работников офисов, школьников и студентов.
«Одним из важных направлений для международной образовательной программы “Световой дизайн” сегодня являются исследования на стыке интердисциплинарного взаимодействия. Мы изучаем динамику и характер предпочтений, а также их многомерность ― для проектирования интеллектуальных, динамических, интерактивных и адаптивных систем освещения, которые, в свою очередь, являются новым подходом к реализации световой среды, как в интерьерном, так и в городском освещении», ― поясняет она.
Сбор данных
Сейчас создателям системы предстоит собирать данные. Для этого в корпусе Университета ИТМО на Биржевой линии, 16, в аудитории 408 оборудовали специальную лабораторию. В течение всего марта и апреля там будет проводиться первая серия экспериментов. Добровольцы будут приходить и заниматься своими делами, в то время как исследователи будут менять условия освещения и следить за тем, как это будет влиять на работоспособность и настроение волонтеров.
«Наша аудитория оборудована системой аудио- и видеонаблюдения, с помощью которых будет собираться информация о текущем психоэмоциональном состоянии пользователей. На основе полученных данных будет регулироваться освещение в лаборатории. Именно поэтому основной инструмент в нашей системе ― это адаптивные светильники с настраиваемой цветовой температурой и световым потоком. Их на безвозмездной основе предоставила компания “PromLed”», ― продолжает Анастасия Лаушкина.
С помощью видеокамер и микрофонов система будет детектировать изменения в поведении пользователей: как они говорят и двигаются в зависимости от установленного режима освещения и протекания рабочих процессов. Также будет анализироваться то, как активно они пользуются компьютером, как быстро передвигают «мышку». При этом время от времени в комнате будут активироваться стресс-факторы: громкий шум, задания с ограниченным временем на выполнение, головоломки и так далее. Результаты, полученные в этих условиях, будут сравниваться с контрольной группой, добровольцы в которой также испытывали стресс-факторы, но находились в стандартных световых условиях.
«Перед началом исследования каждый участник должен будет заполнить анкету, ― рассказывает кандидат психологических наук, преподаватель Soft Skills Института международного развития и партнерства Университета ИТМО Ольга Гофман. ― Мы должны учесть личностные особенности каждого участника: когнитивный стиль, интроверсию/экстраверсию, склонность к импульсивности или самоконтролю и прочее. Каждое утро мы будем просить участников экспериментальной и контрольной группы рассказать о своем качестве сна, настроении, самочувствии. В течение рабочего дня будут производиться "контрольные" замеры психоэмоционального состояния и работоспособности, субъективного восприятия освещения в помещении».
Для получения достоверных данных исследования необходимо по меньшей мере 30 волонтеров в экспериментальной и контрольной группе. Поэтому организаторы эксперимента приглашают всех желающих принять участие в исследовании.
Для каждой задачи ― свой свет
Полученные данные будут обработаны нейросетью. Так будет создана система, которая сама сможет следить за состоянием пользователей и менять цветовую температуру и уровень освещенности в зависимости от поведения и состояния людей в многопользовательском пространстве.
«Одна из гипотез состоит в том, что свет может напрямую влиять на нашу работоспособность, ― добавляет Ольга Гофман, ― очень важно понять, какой свет будет хорош для выполнения рутинных дел, а какой будет располагать к решению креативных задач или вопросов, связанных с анализом данных. Однозначно, это разный по освещенности и цветовой температуре свет».
При этом система будет также учитывать циркадные ритмы, делая разное освещение в зависимости от того, какое сейчас время суток. Ведь рабочий день можно разделить на несколько этапов: вначале человек погружается в рабочий процесс ― освещение должно помочь человеку сконцентрироваться и начать свой рабочий день. Далее наступает этап максимальной работоспособности, поэтому освещение должно создавать визуальный комфорт человеку и необходимый для работы уровень освещенности. Этот период продолжается около двух-трех часов. Именно в этот момент лучше всего выполнять наиболее сложную работу.
«После работоспособность снижается, пока человек не сделает перерыв в работе ― поясняет соавтор проекта, магистрантка образовательной программы «Световой дизайн»Университета ИТМО Екатерина Землянова. ― Как правило, это должен быть перерыв на обед, чтобы восстановить силы и настроить себя на дальнейшую работу. После обеденного перерыва освещение может помочь человеку вернуться из расслабленного послеобеденного состояния в сконцентрированное. После чего опять наступает этап высокой работоспособности, но уже не такой, как в начале трудового дня. Этот этап продлится один-два часа. Затем работоспособность будет снижаться, так как человек начинает выходить из рабочего процесса, настраивая себя на окончание рабочего дня ― освещение может облегчить переход от активной работы к периоду вечернего расслабления».
Как подчеркивает соавтор проекта, магистрантка образовательной программы «Световой дизайн» Татьяна Брагина, при помощи искусственного динамического освещения можно имитировать естественное изменение цветовых температур в природе ― ведь длительное нахождение при статическом ярком освещении имеет свои последствия, такие как перенапряжение и бессонница.
«Конечно, для нас наилучшим образом подходит естественный свет, но большую часть времени мы работаем и учимся в помещениях. Мы должны понимать, что это оказывает огромное влияние не только на нас, но и на наши биологические ритмы ― и, как следствие, на качество нашей деятельности. Мы продолжим исследовать адаптивные системы освещения в дальнейшем ― например, осенью будет изучаться влияние освещения на циркадные ритмы человека», ― поясняет соавтор проекта, магистрантка образовательной программы «Световой дизайн» Татьяна Брагина.
Перспективы
Как указывает руководитель и автор проекта, эксперт Института дизайна и урбанистики Университета ИТМО Светлана Рослякова, решение, которое планируется создать в перспективе можно будет масштабировать:
«Мы используем светильники со светодиодами стандартных цветовых температур ― такие производят большинство компаний. Конечно, стоит отметить, что светодиодные матрицы ― это только один из компонентов светильника, но технологии адаптивного освещения можно будет масштабировать после исследований нашего проекта. В скором будущем адаптивное освещение в многопользовательском пространстве станет доступно для использования сотрудниками в различных компаниях».
Светлана Рослякова уверена, что это не только повысит их работоспособность, но и, прежде всего, будет способствовать сохранению здоровья и психологического благополучия. В этом и состоит, на взгляд авторов, практическая ценность их проекта.
«Проект только начинается, ― рассказывает куратор проекта, руководитель лаборатории «Когнитивная невербалика» Национального центра когнитивных разработок Университета ИТМО, доктор технических наук Олег Басов, ― мы уже вышли за рамки научно-исследовательской работы магистрантов и аспирантов университета, и чем дальше мы погружаемся в проект, тем больше перспектив его развития мы видим. Поэтому приглашаем всех желающих студентов и сотрудников Университета ИТМО к участию. Будем рады специалистам в области машинного обучения, светового дизайна, Интернета вещей, обработки акустических и визуальных сигналов, а также желающим принять участие в экспериментах».
