قد يظهر التوتر بأوجه مختلفة وفي فترات غير مناسبة على الأغلب، حيث تساعد المراقبة المستمرة لمستويات التوتر والقلق الأشخاص على التدخل قبل وصولها إلى أعلى مما يمكنهم تحمله. وقد طوّر فريق من جامعة خليفة كمامة تساهم في تنفيذ تلك المهمة.
تساهم الكمامة التي ابتكرها فريق جامعة خليفة في مراقبة التوتر كما ترتبط أيضًا بتطبيق على الهاتف الذكي يقدّم ألعابًا تشمل تمارين للتنفس يمكنها تقليل مستويات التوتر.
وقد تعاونت الأستاذة المساعدة الدكتورة آنا ماريا بابا، والباحثة الدكتورة صوفيا دياس، ورئيس قسم الهندسة الطبية الحيوية الدكتور ليونتيوس هادجليونتيادس، مع الدكتورة ساهيكا إينال من جامعة الملك عبد العزيز للعلوم والتكنولوجيا، لتطوير كمامة ذكية لمراقبة التوتر توفر للمستخدم تقنيات تضم ألعابًا وتمارين مختلفة للتنفس بهدف تخفيف التوتر. وقد فازت الكمامة المبتكرة بالمركز الثالث من بين 314 تطبيقًا تم تقديمها من كل أنحاء العالم ضمن تحدي المرونة 2022 من منصة نساء مؤثرات في سياق برنامج الإثراء الشتوي.
ويشهد تحدي المرونة من منصة نساء مؤثرات، والذي تنظمه جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا، مشاركة أفراد وفرق من كل أنحاء العالم بحلول قائمة على التكنولوجيا تساعد المنظومات المحلية على ضمان المرونة في مواجهة تحديات عالمية فعلية مثل التغير المناخي والكوارث والأوبئة وانعدام الأمن الغذائي والتدهور البيئي. ودخل فريق جامعة خليفة التحدي عبر المسار الصحي الذي يتطلب من الحلول المشاركة تناول مسألة "الوقاية من الأمراض والأوبئة وكشفها وعلاجها".
وقد حصل فريق "تيك أبريث" على جائزة بقيمة 5,000 دولار أمريكي عن الحل الذي قدمه، وذلك خلال حفل توزيع الجوائز الذي أقيم يوم 20 يناير الماضي.
وأشارت الدكتورة بابا: "أدت جائحة كوفيد-19 إلى تفاقم الآثار النفسية التي تعرّض البالغين لخطر الإصابة بالاكتئاب والقلق المزمن لذا فقد أصبح من الضروري توفير المراقبة المستمرة للتوتر والتعامل معه أكثر أهمية من أي وقت مضى. ولأن الكمامات التقليدية، والتي أصبحة أداة وقائية ضرورية خلال الجائحة، تعوق عملية التعبير عن العواطف، فإن الحل الذي قدمه "تيك أبريث" يحول الكمامة البسيطة إلى مختبر ذكي مصغر في كمامة".
وتتعرف مستشعرات في الكمامة على الإشارات الفسيولوجية المرتبطة بالتوتر والقلق، والتي تشمل تغيرات في أنماط التنفس والتوصيل الكهربائي للجلد المعروف باسم النشاط الجلدي الكهربائي، حيث تظهر الأبحاث أن التنفس وإشارات النشاط الجلدي الكهربائي قد تدل على شدة الحالة العاطفية لدى المستخدمين.
وأوضحت الدكتورة دياس: "عند نقل الإشارات الفسيولوجية إلى تطبيق ذكي عبر البلوتوث، تجري خوارزمياتنا تحليل عميق للبيانات باستخدام نماذج التعلم العميق المدرب لتحديد مستويات التوتر أو القلق لدى المستخدم. وبمجرد تحديدها، يوفر التطبيق للمستخدم ألعابًا وتمارين تنفس مصممة خصيصًا لهذا الغرض وتتحكم فيها أصوات تنفس المستخدمين".
وأضافت الدكتورة إينال: "كشفت أبحاث نُشرت مؤخرًا في مجلة "ذي لانسيت" عن ازدياد حالات اضطرابات الاكتئاب والقلق عام 2020 بنسبة 28 بالمئة و 26 بالمئة على التوالي، خصوصًا في الدول التي كانت فيها معدلات الإصابة بفيروس كوفيد-19 مرتفعة. ومع فرض قواعد التباعد الاجتماعي التي تمنع زيارة عيادات الأطباء وعمليات التشخيص التقليدية، فإننا نحتاج إلى تحقيق تقدم تكنولوجي للمساعدة في دعم الصحة النفسية. ويوفر مفهوم الكمامة الذكية الذي قدمناه ذلك الدعم، وذلك عبر قدراته المتكاملة على استشعار التوتر بشكل مباشر".
وتجمع كمامة "تيك أبريث" بين التعلم الآلي المتطور والمستشعرات المتقدمة وتقنية "التلعيب" لمعالجة مستويات التوتر والقلق التي سببتها جائحة كوفيد-19. وحتى في مرحلة ما بعد الجائحة، حيث قد تظل الكمامات مستخدمة كأدوات في حياتنا اليومية، حيث تساهم في مراقبة المستخدمين لمستويات التوتر والقلق باستمرار بهدف المحافظة على سلامتهم النفسية بشكل أفضل طوال حياتهم.
وأضافت الدكتورة بابا: "تعتمد مقاربتنا بشكل عام على الدراسات المعاصرة، حيث استُخدمت بنجاح أنماط التنفس والنشاط الجلدي الكهربائي، إما بشكل منفصل أو متصل، في تقييم الحالة النفسية للأفراد واقتراح استراتيجيات تدخل مناسبة. ودمجنا إطار عمل للاستشعار في الكمامة يمثل تكنولوجيا قابلة للارتداء ويرتبط بهاتف ذكي لإجراء قياسات مستمرة ومباشرة ويوفر إمكانية إدارة التوتر عبر ألعاب وتمارين تنفس".
وتوصي الأبحاث منذ فترة طويلة بتمارين التنفس لتقليل مستويات التوتر، لأنها تزيد تبادل الأكسجين، مما يقلل من ضغط الدم ويبطئ دقات القلب ويخفف من أي توتر في البطن. تفيد تلك التغييرات الجسدية الحالة النفسية كذلك، لأن التركيز على التنفس قد يعيد المرضى إلى الحاضر وإلى حالة اليقظة. وبينما لا تشكل تمارين التنفس وحدها أسلوبًا متكاملًا لإدارة التوتر، أثبتت الأبحاث السريرية أنها تقلل من أعراض التوتر والقلق ويمكن استخدامها عند الحاجة.