Ramai orang yang gerggily menuang secawan kopi pada waktu pagi untuk bangun sendiri. Tetapi berapa banyak kafein yang perlu anda makan - dan bilakah anda perlu mengambilnya - untuk mencapai kewaspadaan "puncak"?
Algoritma baru bertujuan untuk menjawab soalan itu.
Algoritma yang dibangunkan oleh penyelidik Angkatan Tentera A.S., mengambil kira jadual tidur orang dan mengenal pasti berapa kafein yang perlu mereka makan, dan bila, untuk mencapai kewaspadaan yang optimum.
Para penyelidik mendapati bahawa, dengan menggunakan algoritma ini, mereka dapat meningkatkan prestasi orang pada tugas perhatian sehingga 64 peratus, walaupun orang menggunakan jumlah kafein yang sama seperti yang mereka lakukan sebelumnya. (Algoritma mungkin mengesyorkan, sebagai contoh, jumlah tertentu kafein pada satu masa, dan kemudian jumlah yang berbeza kemudian pada hari.) Kajian juga mendapati bahawa, dengan mengikuti jadual dos algoritma, orang dapat mengurangkan penggunaan kafein mereka dengan kepada 65 peratus, dan masih mencapai prestasi yang sama.
"Kami membangunkan algoritma yang bekerjasama, dan mereka pada asasnya membolehkan kami menentukan, pada tahap individu, berapa dan berapa orang yang harus mengambil kafein untuk mencapai prestasi puncak pada masa yang dikehendaki, untuk jangka masa yang diingini," kata penulis kanan kajian Jaques Reifman, pengarah Institut Aplikasi Perisian Pengkomputeran Prestasi Tinggi Bioteknologi Tinggi di Tentera Perubatan dan Penyelidikan Perubatan Angkatan Darat AS di Fort Detrick, Maryland.
Contohnya, jika anda seorang pelajar yang telah tidur pada hari minggu yang lalu semasa menjejaki peperiksaan yang akan datang, algoritma ini bertujuan untuk memberitahu anda bila mengambil kafein "jadi anda bersikap waspada sepanjang ujian," Reifman memberitahu Live Science.
Para penyelidik telah menggunakan teknologi mereka untuk membangunkan alat berasaskan web dan aplikasi telefon pintar, yang dipanggil 2B-Alert, yang dapat meramalkan kewaspadaan seseorang berdasarkan masa tidur mereka dan penggunaan kafein. Alat web memberikan hasil untuk "rata-rata Joe," manakala aplikasi telefon pintar belajar dari masa ke masa bagaimana individu bertindak balas untuk mengurangkan kekurangan dan kafein, kata Reifman.
Pada masa ini, versi 2B-Alert yang tersedia secara awam tidak memberitahu orang masa dan berapa banyak kafein yang diperlukan untuk mencapai prestasi puncak. Aspek kerja ini masih disahkan dalam kajian tentang askar A.S..
Akhirnya, walaupun kerja sedang dibangunkan untuk tentera, Reifman berharap dapat memberi manfaat kepada orang awam, termasuk pekerja pergeseran, pengawal lalu lintas udara dan bahkan pelajar yang mengkritik ujian. "Kita semua mengalami kekurangan tidur" dari semasa ke semasa, kata Reifman.
Kafein dan masa
Keberkesanan kafein bergantung bukan hanya pada berapa banyak yang anda makan, tetapi apabila anda menggunakannya - untuk orang yang kurang tidur, satu cangkir kopi di pagi hari mungkin tidak dapat menghindari rasa mengantuk pada waktu siang.
Sebelum ini, para penyelidik telah membangunkan model matematik, yang dipanggil model persembahan bersatu (UMP), yang boleh meramalkan kesan kehilangan tidur dan penggunaan kafein pada prestasi seseorang. Tetapi model ini tidak memberitahu orang pada masa dan berapa banyak kafein yang mereka perlukan untuk mencapai prestasi puncak mereka.
Untuk menangani isu ini, penyelidik menggabungkan UMP dengan "algoritma pengoptimuman." Algoritma baru menggunakan jadual tidur seseorang sebagai input dan menyediakan "strategi kafein-dos" (kapan dan berapa kafein diambil) sebagai output.
Para penyelidik kemudian menguji algoritma mereka menggunakan data dari kajian terdahulu tentang keberkesanan kafein pada orang yang kurang tidur. Dalam kajian-kajian terdahulu ini, orang-orang kurang tidur dalam tempoh tertentu dan diberi kafein tertentu. Kemudian, para penyelidik mengukur sejauh mana kafein meningkatkan prestasi mereka dengan tugas mudah yang mengukur masa perhatian dan tindak balas.
Dalam kajian baru, penyelidik menjalankan simulasi komputer untuk mengkaji prestasi orang menggunakan strategi kafein dalam kajian asal, serta strategi dos ditentukan oleh algoritma baru.
Mereka mendapati bahawa strategi dos dari algoritma baru dapat meningkatkan prestasi orang sebanyak 16 hingga 64 peratus dan mengurangkan jumlah kafein sebanyak 17 hingga 65 peratus, berbanding dengan kajian terdahulu.
Bagaimana mungkin ini? Sebagai contoh, dalam satu kajian, peserta menggunakan 400 miligram kafein pada masa yang sama setiap hari, selama lima hari, untuk jumlah 2,000 mg. Tetapi kerana para peserta tidur kurang tidur - hanya mendapat 5 jam tidur malam - mereka secara beransur-ansur mengumpulkan "hutang tidur" yang menyakiti prestasi mereka, terutama pada hari itu. Jadi, algoritma pengoptimuman menentukan bahawa peserta memerlukan lebih banyak kafein pada minggu ini (terutama pada hari) - dan kurang kafein pada awal minggu - untuk mengoptimumkan prestasi mereka.
Walaupun kajian semasa adalah retrospektif (bererti ia menggunakan data sebelumnya), penyelidik merancang satu lagi kajian yang akan menguji algoritma dalam masa nyata. Dalam kajian masa depan ini, tentera akan kehilangan tidur untuk masa yang tertentu. Sekitar pertengahan tempoh ini, algoritma akan menentukan berapa banyak kafein yang diperlukan setiap penentu, dan pada masa yang mana, supaya mereka dapat mencapai tahap kewaspadaan tertentu, kata Reifman.
Reifman berkata algoritma pengoptimuman perlu disediakan di platform 2B-Alert pada suatu masa sebelum penghujung tahun.
