Her er hvordan unge mennesker bestemmer når de er beruset `nok`, i henhold til matematikk

Unge mennesker avgjøre om de har fått nok å drikke på samme måte cruise-kontroll på en bil "bestemmer seg" om å akselerere eller treffer bremsene.

Video: Statpedkonf18 // Marco Elsafadi - Relasjonens kraft

Det er en foreløpig funn i en uvanlig ny studie som tar sikte på å analysere drikkeatferd hvordan ingeniører kan analysere et mekanisk system.

I to artikler skal vises i tidsskriftet IEEE Transactions on kybernetikk, et team av sosialarbeidere og ingeniører ved Ohio State University brukt matematiske modeller for å forklare hvilke faktorer som driver alkoholforbruk.

De fant at studenter drakk før de nådd et visst nivå av fyll, og deretter justert tempoet i drikkingen - nipper versus gulping, for eksempel, eller bytte til en alkoholfri drikke - til forskjellige tider gjennom hele natten for å opprettholde dette nivået.

John Clapp, professor i sosialt arbeid og direktør for Higher Education Center for Alcohol and Drug Abuse Prevention and Recovery ved Ohio State, har vært å samle data om høy risiko drikking blant studenter i mer enn et tiår. Han og hans kolleger tror at kan avsløre relasjoner mellom komplekse faktorer som ellers ville forbli skjult analysere alle disse dataene via engineering metoder.

"Vi leter etter de beste poengene å gripe strategisk, slik at vi kan hjelpe en person i deres beslutninger og potensielt avspore problematiske atferd," Clapp sa.

Som en første test av sin idé, spurte Clapp Ohio State ingeniør Kevin Passino å re-analysere data som Clapp og hans tidligere forskergruppe ved San Diego State University samlet på studenter på fester og barer i San Diego. De utførte bærbare alkohol pusten tester, og over flere studier, de akkumulerte blod alkohol innhold (BAC) data på nesten 1500 studenter.

Passino, professor i elektro og datateknikk og direktør for Ohio State Humanitære Engineering Center, søkte dataene etter mønstre som kan ligne et typisk ingeniør problem. Han og tidligere doktorgradsstudent Luis Felipe Giraldo ble overrasket over hva de fant.

"Måten elevene gjort vedtak om drikking faktisk lignet den vanligste tilbakemeldinger kontrolleren som brukes i engineering," Passino sa. "Det kalles en proporsjonal-styreenheten, og den måler hvor langt et system har beveget seg fra et bestemt settpunkt og justeres tilsvarende. Det er det samme som cruisekontroll på en bil."

Ved starten av kvelden, forskerne spurt ut studentene om hvordan beruset de er ment å få, og da de testet studentenes BAC flere ganger i løpet av de følgende timer. Dataene viste at elevene som rapporterte ønsker å føle "surra" justert sitt forbruk for å opprettholde en BAC rundt 0,05, mens de som sa at de planla å få "veldig full" var gjennomsnittlig rundt 0,1.

BAC er en prosentandel mål på alkohol i blodet, og i Ohio som i California og resten av USA, er det ulovlig å kjøre en bil med en BAC på 0,08 eller høyere.

Clapp, vel vitende om at mønstrene passer en bestemt ingeniørkontroller gjør at forskerne kan bruke nye typer ligninger for å grave dypere inn i dataene de allerede har samlet inn, og ta en mer dynamisk syn på studentenes drikke atferd i fremtiden.

"Vi har en følelse av hvilke faktorer som påvirker drikking atferd som er forekommer naturlig, men vi forstår ikke helt hvordan det fungerer alt sammen. Det er som om vi har tatt Polaroid snapshots av disse virkelig komplekse atferd, og nå vil vi være i stand til å fange HD-filmer," han sa.

Denne første studien gir et bevis for at en ny studie om å begynne på Ohio State Columbus campus, en som vil skape svært store og komplekse datasett på omfanget av "stor Data."

Seksti Ohio State seniorer - som tilhører flere ulike sosiale grupper bestående av venner som går ut å drikke sammen i helgene - vil slites trans-dermal blod alkohol skjermer, slik at forskerne kan få mer presise data om hvordan deres BAC varierer over en hel natt ute. Skjermene blir levert av Skram Systems, et selskap som leverer lignende ankel armbånd til rettshåndhevelse. Sensorene er omtrent på størrelse med en hockeypuck, og måle BAC gjennom bærerens svette.

Studentene, som alle er av juridiske drikking alder, vil bære ankel armbånd når de går ut i helgene. Men for hele to-ukers studie, vil de også ha personlige treningsmål skjermer, slik at forskerne kan spore data slik som deres søvn og mosjonsvaner. I undersøkelser som sendes til sine mobiltelefoner på tilfeldige tidspunkt i løpet av studiet skal studentene svare på spørsmål om deres helse og trivsel, slik som deres emosjonelle tilstand på det tidspunktet.

"Vi kunne spore så mange som 5000 ulike variabler per person i løpet av den to-ukers periode, pluss alle de sosiale interaksjoner mellom folk i ulike grupper," Clapp sa. "Vi håper å få en veldig rik, kompleks datasettet, og de fleste samfunnsvitenskapelige metoder ville ikke egner seg godt til virvaret alt dette."

Passino beskrev hvordan en ingeniør kan løse floken.

"En tilnærming ville være å ta dette komplekse systemet, som består av et sett av mennesker med sine drikkevaner og deres sosiale interaksjoner med hverandre, og prøver å lage en modell som er så realistisk som mulig, og deretter analysere denne modellen for noe som kalles kontrollerbarhet," han sa.

"Kontrollerbarhet er akkurat hva du skulle tro: Hvor lett er det for deg å endre dette systemet? Du kan teste for kontroll med matematikk, og vi håper at dette vil foreslå noen ideer til en intervensjon."

Deres endelige mål er å utvikle en smarttelefon-app som varsler en ung person - eller noen andre, for den saks skyld - når de har fått nok å drikke.

Clapp ser for seg at brukerne kunne fortelle app om de ønsker å moderere sitt drikkevann på en bestemt kveld. Basert på depot BAC, kan programmet deretter sende et varsel til å foreslå at brukeren spise noe eller drikke en alkoholfri drikke før de har en annen alkoholiker en. Smarttelefoner allerede vet en brukers plassering og om de kjørte for å komme dit, så programmet kan også minne en tegning ikke å kjøre hjem og hjelpe til med å kalle en drosje.

Snart vil politi-stil ankel armbånd ikke være nødvendig for en slik app til å fungere.

The National Institute of Alcohol Abuse og alkoholisme nylig sponset en designkonkurranse for en lett-å-bruke kommersielle BAC biosensor. Vinneren, kalt BACtrack Skyn, vil gå på salg i januar 2017 for rundt $ 99. Det ligner en fitness-skjerm og kommuniserer med en smarttelefon via Bluetooth.

Mens slike enheter kan potensielt gi forskere med en overflod av data, er det svært få universiteter i dag rustet til å analysere den med en hybrid sosialt arbeid og teknisk tilnærming. Clapp kjenner bare to andre forskningsgrupper - ett på Washington University i St. Louis og andre ved University of Southern California - med liknende samarbeid.