O Έλληνας επιστήμονας που κατασκευάζει το «μαύρο κουτί» για τα αυτοκίνητα

Είτε κανείς οδηγεί, είτε καθαρίζει φρούτα με το μαχαίρι, είτε χειρουργεί, ακόμη κι αν είναι αφηρημένος, ένας αυτόματος μηχανισμός κάνει τα χέρια του να λειτουργούν από μόνα τους, χαρίζοντάς τους τη δεξιότητα ενός αυτόματου πιλότου.

Όμως ο μηχανισμός αυτός ενίοτε αποτυγχάνει και τότε γίνεται το μοιραίο λάθος, λέει σε συνέντευξή του στο Αθηναϊκό και Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων (ΑΠΕ-ΜΠΕ) ο καθηγητής του Πανεπιστημίου του Χιούστον στο Τέξας Γιάννης Παυλίδης, διευθυντής του Εργαστηρίου Υπολογιστικής Φυσιολογίας (CPL), το οποίο ο ίδιος ίδρυσε το 2002.

Ο Έλληνας επιστήμονας της διασποράς είναι διεθνώς αναγνωρισμένος, ειδικός στην μελέτη των φυσιο-ψυχολογικών λειτουργιών του ανθρώπου και ιδίως των ανθρωπίνων συμπεριφορών σε κρίσιμες στιγμές. Ο ίδιος αναζητά τρόπους για να περιορίσει το -πιθανώς μοιραίο- ανθρώπινο λάθος την ώρα οδήγησης, πιλοταρίσματος, χειρουργικής επέμβασης κλπ.

Ο κ.Παυλίδης αναφέρει ότι τα περισσότερα αυτοκινητιστικά και αεροπορικά δυστυχήματα οφείλονται σε ανθρώπινο λάθος, ενώ ουκ ολίγα είναι και τα περιστατικά χειρουργικών λαθών. Ένα σοβαρό πρόβλημα που έχει καταδείξει η έρευνά του, είναι η δυσαρμονία ανάμεσα στο ανθρώπινο συμπαθητικό σύστημα και στις ανάγκες του τεχνικού πολιτισμού μας. Αυτό, όπως λέει, συχνά προκαλεί -ιδίως σε συνθήκες στρες- ενστικτώδεις και άγαρμπες κινήσεις χωρίς δεύτερη σκέψη, οι οποίες μπορεί να ήσαν κάποτε σωτήριες για τους προγόνους μας στη σαβάνα, αλλά σήμερα πια είναι ακατάλληλες για τον χειρισμό πολύπλοκων μηχανών, όπου απαιτούνται λεπτές και προσεκτικά επιλεγμένες κινήσεις.

Όπως αναφέρει, τελικά όλα -άνθρωποι και μηχανήματα- μπορούν να κάνουν το λάθος, ενώ τονίζει ότι «παρά την αυξανόμενη αυτοματοποίηση, η δεξιότητα παίζει καθοριστικό ρόλο στις ζωές όλων μας, ειδικά στις πιο κρίσιμες στιγμές». Επισημαίνει ότι τα σύγχρονα συστήματα αυτοματισμών αναλαμβάνουν να πετάξουν αεροπλάνα και να οδηγήσουν αυτόνομα αυτοκίνητα, όμως η συνέπεια είναι ότι οι πιλότοι και οι οδηγοί σταδιακά ξεχνάνε να πιλοτάρουν ή να οδηγούν. Και αυτό μπορεί να αποβεί ολέθριο, αν κάποια στιγμή κάτι δεν πάει καλά στο αυτόματο σύστημα.

Ο Γ.Παυλίδης αποφοίτησε το 1987 από το Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης, έκανε μεταπτυχιακά στη ρομποτική στο Imperial College του Λονδίνου και στην επιστήμη των υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα των ΗΠΑ, από όπου πήρε το διδακτορικό του το 1996.

Έκτοτε η διεπιστημονική έρευνά του, που έχει προβληθεί σε πολλά επιστημονικά περιοδικά και στον ξένο Τύπο, εστιάσθηκε στο μεταίχμιο της τεχνολογίας και της φυσιολογίας/ψυχολογίας. Ο ίδιος μελετά με πρωτοποριακές ηλεκτρονικές μεθόδους την ανθρώπινη συμπεριφορά, καθώς επίσης την αλληλεπίδραση ανθρώπων-μηχανών. Έχει χρηματοδοτηθεί με πάνω από 9 εκατομμύρια δολάρια από δημόσια ερευνητικά κονδύλια των ΗΠΑ, καθώς και σε συνεργασία με φορείς όπως η Κλινική Mayo και η Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Τέξας.

Μεταξύ άλλων, ο Παυλίδης και οι συνεργάτες του έχουν αναπτύξει εφαρμογές για τη μέτρηση της ρύπανσης (μέσω κινητού τηλεφώνου), του στρες, του ψεύδους, της υπνικής άπνοιας στη διάρκεια του ύπνου κ.α. Η τελευταία επιστημονική δημοσίευσή του στο έγκριτο περιοδικό "Scientific Reports" -που προξένησε αίσθηση διεθνώς και υπήρξε η αφορμή γι' αυτή τη συνέντευξη- έγινε σε οδηγούς και έδειξε ότι κάθε οδηγός διαθέτει μια «έκτη αίσθηση», που του παρέχει μια σχετική προστασία στο δρόμο (όχι παντού και πάντα βεβαίως...).

Ακολουθεί η συνέντευξη:

Τι μελετάτε στο Εργαστήριο Υπολογιστικής Φυσιολογίας (CPL); Στο CPL αναπτύσσουμε μεθόδους μέτρησης φυσιολογικών λειτουργιών, που μπορούν να εναρμονιστούν με την καθημερινή ζωή των ανθρώπων. Το κίνητρο για τέτοιες μεθόδους είναι η επιθυμία μας να μελετήσουμε ανεμπόδιστα την φυσιολογική βάση της ανθρώπινης συμπεριφοράς, όπως διαμορφώνεται στο φυσικό της περιβάλλον. Εστιάζουμε κυρίως στην λειτουργία του συμπαθητικού συστήματος και τον ρόλο που παίζει στον τρόπο που ο άνθρωπος αντιμετωπίζει κρίσιμες καταστάσεις.

Το Εργαστήριο είναι γνωστό για τις θερμοφυσιολογικές μεθόδους μέτρησης στο πρόσωπο που έχει αναπτύξει και οι οποίες γίνονται από απόσταση, χωρίς άγγιγμα. Η πρώτη από αυτές τις μεθόδους μετρούσε την αιμάτωση στους περιοφθαλμικούς μυς και χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία στην ανίχνευση ψεύδους. Η σχετική δημοσίευση έγινε στο περιοδικό «Nature» το 2002 και πήρε παγκόσμια δημοσιότητα.

Αργότερα, αναπτύξαμε μια μέθοδο μέτρησης του ιδρώτα στην περιρινική επιφάνεια, καταδεικνύοντας ότι τα επίπεδα εφίδρωσης σε αυτήν την περιοχή συνδέονται με τα επίπεδα στρες. Η τεχνική χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία στο να αναδείξει τον τρόπο που οι χειρουργοί αποκτούν επιδεξιότητα. Πιο πρόσφατα, η ίδια τεχνική έφερε στην επιφάνεια τους μηχανισμούς που ενεργοποιούνται, όταν αποσπάται η προσοχή των οδηγών. Και οι δυο σχετικές εργασίες δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό «Scientific Reports», το 2012 και 2016 αντίστοιχα, και ειδικά η δεύτερη έλαβε πρωτοφανή δημοσιότητα.

Γιατί δίνετε έμφαση στην μελέτη των δεξιοτήτων χειρουργών, πιλότων, οδηγών κ.α. και τι νέο φέρνει η έρευνά σας σε αυτό το πεδίο; Η δεξιότητα είναι η επιτομή των ανθρωπίνων χαρακτηριστικών. Κατα πάσα πιθανότητα έπαιξε τεράστιο ρόλο στην ανάπτυξη της ανθρώπινης νοημοσύνης στη διάρκεια της εξελικτικής πορείας του είδους μας. Σήμερα, παρά την αυξανόμενη αυτοματοποίηση, η δεξιότητα παίζει καθοριστικό ρόλο στις ζωές όλων μας, ειδικά στις πιο κρίσιμες στιγμές. Σχετικά παραδείγματα περιλαμβάνουν την επίδοση των χειρουργών σε κρίσιμες επεμβάσεις, τις επιδόσεις των πιλότων όταν τα αυτόματα συστήματα αποτυγχάνουν, και τις αντιδράσεις των οδηγών σε επικίνδυνες καταστάσεις. Πολλοί από εμάς θα βρεθούμε αντιμέτωποι, άμεσα η έμμεσα, τουλάχιστον με ένα από αυτά στη ζωή μας.

Ποτέ άλλοτε δεν είχαμε τη δυνατότητα να μελετήσουμε με συνεχείς μετρήσεις τη φυσιο-ψυχολογία του ανθρώπου, σε συνάρτηση με τον χώρο όπου επιχειρεί, για να καταλάβουμε τι συμβαίνει σε βάθος. Μόνο αν καταλάβουμε τι γίνεται σε βάθος, θα μπορέσουμε να αναπτύξουμε τρόπους ικανούς να διορθώσουν τα προβλήματα. Και προβλήματα υπάρχουν πολλά: ποικίλουν από τα αυτοκινητιστικά και αεροπορικά δυστυχήματα, τα περισσότερα των οποίων οφείλονται σε ανθρώπινο λάθος, έως περιστατικά χειρουργικών λαθών για τα οποία σπάνια ακούμε, γιατί προς το παρόν δεν υπάρχει τρόπος στοιχειοθέτησης τους.

Ένα σοβαρό πρόβλημα που έχει καταδείξει η έρευνά μας, είναι η δυσαρμονία ανάμεσα στον τρόπο που λειτουργεί το συμπαθητικό σύστημα και στις ανάγκες που καλείται να εξυπηρετεί στο πλαίσιο του αναπτυγμένου τεχνικού πολιτισμού μας. Το σύνδρομο «μάχης ή φυγής» ("fight or flight") προκαλεί ενστικτώδεις, γρήγορες και άγαρμπες κινήσεις χωρίς δεύτερη σκέψη, οι οποίες μπορεί να είναι σωτήριες στη σαβάνα, αλλά είναι το αντίθετο από αυτό που χρειάζεται στον χειρισμό πολύπλοκων μηχανών, όπου απαιτούνται λεπτές και προσεκτικά επιλεγμένες κινήσεις.

Η βιολογία μας είναι εντελώς αποκομμένη από τον ξέφρενο ρυθμό του πολιτισμού μας. Η έρευνα μου, λοιπόν, σκοπεύει να αναδείξει πλήρως αυτό το πρόβλημα και να αναπτύξει μεθόδους αντιμετώπισης του.

Σε ποιες ιατρικές εφαρμογές εστιάζεσθε; Η δουλειά μου είναι εστιασμένη σε ανθρώπινες συμπεριφορές σε κρίσιμες στιγμές και όχι στην παθολογία. Κάποιες από τις μεθόδους που αναπτύξαμε όμως, έχουν βρει ιατρικές εφαρμογές. Η πιο γνωστή είναι η μέτρηση της αναπνοής από απόσταση, χρησιμοποιώντας θερμοφυσιολογική απεικόνιση της περι-ρινικής περιοχής. Η σχετική δημοσίευση έγινε στο έγκριτο ιατρικό περιοδικό "Sleep" και ήταν ένα από τα πιο προβεβλημένα ερευνητικά έργα που χρηματοδότησε το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ το 2009.

Υπάρχει πράγματι ένα είδος έκτης αίσθησης που προστατεύει τους οδηγούς και κατά πόσο κάτι ανάλογο συμβαίνει και σε άλλες δραστηριότητες; Όταν οι φυσικοί πόροι του οδηγού, δηλαδή τα μάτια του και τα χέρια του, δεν είναι αποσπασμένα από την οδήγηση, αλλά ο νους του είναι, τότε δείξαμε ότι υπάρχει ένα είδος αυτόματου πιλότου μέσα του, που βοηθάει να διατηρεί την ευθεία πορεία του. Η προστασία που προσφέρει αυτός ο μηχανισμός όμως, είναι σχετική.

Ο οδηγός έχει ήδη αρχίσει ενστικτωδώς να κάνει έντονες, σπασμωδικές κινήσεις στο τιμόνι χάρη στο σύνδρομο "fight or flight". Το μόνο που κάνει ο αυτόματος μηχανισμός, είναι να διορθώνει άμεσα οποιαδήποτε σπασμωδική κίνηση προς τα αριστερά με μια ισοδύναμη κίνηση προς τα δεξιά και αντιστροφα. Αν καθώς συμβαίνει αυτό, ο οδηγός αποσπάσει και φυσικά την προσοχή του, π.χ. κοιτάξει για κάποια στιγμή προς τα πλάγια, τότε το έντονο "τρέμουλο" της στιγμής θα μείνει αδιόρθωτο, οδηγώντας σε γρήγορη έξοδο από τη λωρίδα, με πιθανώς καταστροφικά αποτελέσματα.

Πολλοί αναγνώστες -είμαι σίγουρος- θα έχουν την εμπειρία να καθαρίζουν φρούτα η λαχανικά, χωρίς να έχουν το νου τους σε αυτό που κάνουν. Τα χέρια σε αυτήν την περίπτωση φαίνεται να "λειτουργούν από μόνα τους". Είναι μάλλον ο ίδιος μηχανισμός και φαίνεται να δουλεύει πολύ καλά σε δεξιοτεχνικά καθήκοντα ρουτίνας, ενόσω ο μηχανισμός ανατροφοδότησης-αυτοδιόρθωσης ματιού-χεριού (eye-hand feedback loop) παραμένει ενεργός.

Τι είναι το σύστημα "stressalyzer" που αναπτύσσετε για τα οχήματα; Θα είναι ό,τι και το μαύρο κουτί στα αεροπλάνα. Ένα απο τα σήματα που θα καταγράφει, θα είναι η κατάσταση του συμπαθητικού συστήματος του οδηγού. Χωρίς αυτήν την πληροφορία δεν έχουμε ιδέα για το τι πραγματικά προκαλεί πολλά ατυχήματα.

Μετά την τωρινή φάση δοκιμών-πειραματισμών, πότε προβλέπετε να πουληθούν τα πρώτα αυτόνομα οχήματα, που θα κυκλοφορούν μόνα τους στο δρόμο; Θα είναι αναγκαία η παρουσία του ανθρώπου οδηγού για καλό και για κακό; Είναι δύσκολο να προβλέψει κάποιος την ακριβή ημερομηνία. Η τεχνολογία για αυτόνομα αυτοκίνητα ,κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες (π.χ. μοναχικοί αυτοκινητόδρομοι), είναι ήδη εδώ. Το πρόβλημα είναι τι γίνεται σε δύσκολες κυκλοφοριακές συνθήκες, όπως μέσα σε μητροπολιτικά κέντρα. Σταδιακά, πάντως, θα λυθούν τα τεχνικά προβλήματα και εκεί. Παρόλα αυτά, η πλήρης εφαρμογή των αυτόνομων αυτοκινήτων μπορεί να καθυστερήσει πιο πολύ από την τεχνολογία, για λόγους που άπτονται νομικών ζητημάτων και ζητημάτων υποδομής.

Υπάρχει ένα οξύμωρο με την παρουσία του ανθρώπου στα αυτόματα αυτοκίνητα. Υποτίθεται ότι θα είναι εκεί για να αναλάβει να σώσει την κατάσταση, αν τα πράγματα πάνε στραβά. Το πρόβλημα είναι ότι, σε συνθήκες προηγμένου αυτοματισμού, ο άνθρωπος δεν θα έχει πια ιδέα από οδήγηση σε εύκολες συνθήκες, πόσο μάλλον σε δύσκολες συνθήκες, που θα βγάζουν "εκτός μάχης" τον αυτόματο μηχανισμό.

Είναι το ίδιο πρόβλημα που έχουν οι πιλότοι της νέας γενιάς - βασικά δεν ξέρουν να πετάνε. Τα περισσότερα ατυχήματα τα τελευταία χρόνια γίνονται, όταν ο αυτόματος πιλότος τα βρίσκει σκούρα και μεταφέρεται ο έλεγχος στον πιλότο, ο οποίος, αν είναι της καινούργιας γενιάς, κάτω από το βάρος της απειρίας και του συνδρόμου «fight or flight», κάνει τις λάθος ενέργειες, όπως στην πτήση της Air France που συνετρίβη στον Ατλαντικό το 2009. Αν όμως είναι της παλιάς σχολής, τότε κάνει θαύματα, όπως ο πιλότος στον ποταμό Χάντσον επίσης το 2009.

Τα ρομποτικά αυτοκίνητα δεν θα είναι αφηρημένα, αλλά ούτε θα έχουν έκτη αίσθηση. Θα είναι τελικά πιο ασφαλείς οι δρόμοι του μέλλοντος; Πιστεύω ότι γενικά θα υπάρχει μεγαλύτερη ασφάλεια. Παρόλα αυτά, σχεδόν τίποτε δεν λειτουργεί πάντα καλά. Όπως δείξαμε στο τελευταίο άρθρο, και ο άνθρωπος έχει τους δικούς του αυτόματους μηχανισμούς, που ενίοτε επίσης αποτυχαίνουν. Το ερώτημα είναι τι γίνεται τότε; Σε αυτό το ερώτημα για τα αυτόματα αυτοκίνητα δεν έχει δοθεί ακόμη ρεαλιστική απάντηση.

Συνεργάζεστε με Έλληνες ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον ή στην Ελλάδα; Έχω μακροχρόνια και στενή συνεργασία με τον δρα Παναγιώτη Τσιαμυρτζή, αναπληρωτή καθηγητή στο Τμήμα Στατιστικής του Οικονομικού Πανεπιστημίου Αθηνών. Ήταν ο κυριότερος συνεργάτης μου σε αυτήν την τελευταία δουλειά και αυτός που έκανε την ενδελεχή ανάλυση των δεδομένων. Επίσης συνεργάζομαι με την σύζυγο μου δρα Σεμεντεφέρη εδώ στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον.

Νοσταλγείτε την Ελλάδα; Θα επιστρέφατε σε αυτήν ποτέ για να διεξάγετε έρευνα; Ναι, νοσταλγώ την Ελλάδα και την αγαπώ πολύ. Είμαι σε ένα σημείο στην καριέρα μου όμως που είναι δύσκολο να μετακινηθώ είτε προς στην Ελλάδα είτε και εντός Αμερικής, ανεξάρτητα από τις επικρατούσες συνθήκες.