Banyak orang yang grogi menuangkan secangkir kopi di pagi hari untuk bangun. Tetapi persis berapa banyak kafein yang harus Anda konsumsi - dan kapan Anda harus mengambilnya - untuk mencapai kewaspadaan "puncak"?
Algoritma baru bertujuan untuk menjawab pertanyaan itu.
Algoritma, yang dikembangkan oleh para peneliti Angkatan Darat AS, memperhitungkan jadwal tidur orang dan mengidentifikasi berapa banyak kafein yang harus mereka konsumsi, dan kapan, untuk mencapai kewaspadaan yang optimal.
Para peneliti menemukan bahwa, dengan menggunakan algoritma ini, mereka dapat meningkatkan kinerja orang pada tugas perhatian hingga 64 persen, meskipun orang mengkonsumsi jumlah total kafein yang sama seperti yang mereka lakukan sebelumnya. (Algoritme dapat merekomendasikan, misalnya, jumlah tertentu kafein pada satu waktu, dan kemudian jumlah yang berbeda di kemudian hari.) Studi ini juga menemukan bahwa, dengan mengikuti jadwal dosis algoritma, orang dapat mengurangi konsumsi kafein mereka hingga hingga 65 persen, dan masih mencapai tingkat kinerja yang sama.
"Kami mengembangkan algoritma yang bekerja bersama, dan mereka pada dasarnya memungkinkan kami untuk menentukan, pada tingkat individu, kapan dan berapa banyak individu harus mengonsumsi kafein untuk mencapai kinerja puncak pada waktu yang diinginkan, untuk durasi yang diinginkan," kata penulis senior studi Jaques Reifman, direktur Institut Aplikasi Perangkat Lunak Komputasi Kinerja Tinggi Bioteknologi DoD di Penelitian Medis Angkatan Darat AS dan Komando Materiel di Fort Detrick, Maryland.
Misalnya, jika Anda seorang siswa yang kurang tidur selama seminggu terakhir saat menjejalkan ujian yang akan datang, algoritme ini bertujuan untuk memberi tahu Anda kapan harus mengonsumsi kafein "sehingga Anda seawas mungkin selama ujian," Reifman kata Live Science.
Para peneliti telah menggunakan teknologinya untuk mengembangkan alat berbasis web dan aplikasi smartphone, yang disebut 2B-Alert, yang dapat memprediksi kewaspadaan seseorang berdasarkan waktu tidur dan konsumsi kafein mereka. Alat web memberikan hasil untuk "rata-rata Joe," sementara aplikasi smartphone belajar dari waktu ke waktu bagaimana seseorang merespons kurang tidur dan kafein, kata Reifman.
Saat ini, versi 2B-Alert yang tersedia untuk umum tidak memberi tahu orang kapan dan berapa banyak kafein yang harus diambil untuk mencapai kinerja puncak. Aspek pekerjaan ini masih divalidasi dalam studi tentang tentara A.S.
Pada akhirnya, meskipun pekerjaan sedang dikembangkan untuk militer, Reifman berharap itu juga dapat bermanfaat bagi masyarakat awam, termasuk pekerja shift, pengontrol lalu lintas udara, dan bahkan siswa yang ingin mengikuti tes. "Kita semua menderita kurang tidur" dari waktu ke waktu, kata Reifman.
Kafein dan pengaturan waktu
Efektivitas kafein tidak hanya bergantung pada seberapa banyak yang Anda konsumsi, tetapi ketika Anda mengkonsumsinya - untuk orang yang kurang tidur, secangkir kopi di pagi hari mungkin tidak mencegah rasa kantuk di kemudian hari.
Sebelumnya, para peneliti mengembangkan model matematika, yang disebut unified model of performance (UMP), yang dapat memprediksi efek dari kurang tidur dan konsumsi kafein pada kinerja seseorang. Tetapi model ini tidak memberi tahu orang secara tepat kapan dan berapa banyak kafein yang mereka butuhkan untuk mencapai kinerja puncak mereka.
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti menggabungkan UMP dengan "algoritma optimasi." Algoritma baru menggunakan jadwal tidur seseorang sebagai input dan memberikan "strategi dosis kafein" (kapan dan berapa banyak kafein yang harus diambil) sebagai hasilnya.
Para peneliti kemudian menguji algoritma mereka menggunakan data dari penelitian sebelumnya tentang efektivitas kafein pada orang yang kurang tidur. Dalam studi-studi sebelumnya ini, orang-orang dilarang tidur untuk jangka waktu tertentu dan diberikan dosis kafein tertentu. Kemudian, para peneliti mengukur seberapa baik kafein meningkatkan kinerja mereka pada tugas sederhana yang mengukur perhatian dan waktu reaksi.
Dalam studi baru, para peneliti menjalankan simulasi komputer untuk memeriksa kinerja orang menggunakan strategi dosis kafein dalam studi asli, serta strategi dosis yang ditentukan oleh algoritma baru.
Mereka menemukan bahwa strategi pemberian dosis dari algoritma baru dapat meningkatkan kinerja orang hingga 16 hingga 64 persen dan mengurangi total konsumsi kafein hingga 17 hingga 65 persen, dibandingkan dengan penelitian sebelumnya.
Bagaimana ini mungkin? Misalnya, dalam satu studi, partisipan mengonsumsi 400 miligram kafein pada waktu yang sama setiap hari, selama lima hari, dengan total 2.000 mg. Tetapi karena para partisipan kurang tidur - hanya tidur 5 jam semalam - mereka secara bertahap mengakumulasikan "hutang tidur" yang mengganggu kinerja mereka, terutama di kemudian hari. Jadi algoritma pengoptimalan menentukan bahwa para peserta membutuhkan lebih banyak kafein di akhir minggu (terutama di akhir hari) - dan lebih sedikit kafein di awal minggu - untuk mengoptimalkan kinerja mereka.
Sementara penelitian saat ini adalah retrospektif (artinya menggunakan data sebelumnya), para peneliti sedang merencanakan penelitian lain yang akan menguji algoritma secara real time. Dalam studi masa depan ini, tentara akan dilarang tidur untuk jangka waktu tertentu. Sekitar setengah dari periode ini, algoritme akan menentukan berapa banyak kafein yang dibutuhkan setiap prajurit, dan pada jam berapa, sehingga mereka mencapai setidaknya tingkat kewaspadaan tertentu, kata Reifman.
Reifman mengatakan algoritma optimasi harus tersedia pada platform 2B-Alert sekitar akhir tahun.
