Využití neuromarketingových postupů v dopravě a spojích.

Využití neuromarketingových postupů v dopravě a spojích. Josef Hrudka i Abstract: The paper begins with brief summary of various neuropsychological measuring methods recently attributed with the branch of so called neuromarketing, along with justification of the chosen paradigm. Most distinctive representatives of such methods include electroencephalography (EEG), functional magnetic resonance imaging (fmri), near-field infrared spectroscopy (NIRS), eye tracking, galvanic skin resistance measurements (GSR) and facial expression analysis. A comparison of their strengths, weaknesses and their particular contributions for sake of automatized, inobtrusive data collection from relatively wide samples of population follows. Links to related fields of scientific research, for example artificial intelligence, human-computer interface design, and affective computing are also mentioned. Assorted examples of real-world employment of discussed methods, especially in automotive industry, conclude the article, among the others automatic driver s state monitoring and detection of potentially hazardous conditions, as drowsiness, fatigue or so called road rage. For sake of completeness, also an impact of these methods on marketing communication of one from the leading automotive brands is discussed. Keywords: neuromarketing, EEG, fmri, eye tracking, face reading, affective computing, HCI, automatic emotion detection, driver s drowsiness, road rage 1. Vymezení neuromarketingu O neuromarketingu jako o svébytné vědní disciplíně se mluví přibližně od roku 2000, ačkoli mnohé zdroje ukazují na začátek 90. let minulého století a některé stopují jeho kořeny až k Platónovi. Autoři pocházející z akademické sféry ho obvykle definují jako využívání zobrazovacích metod schopných zaznamenávat aktivitu neuronů mozku a centrální nervové soustavy pro účely marketingového výzkumu [1]. To platí také o zaznamenávání dalších biometrických dat, jako třeba galvanický odpor pokožky, dechovou a tepovou frekvenci, rozměr zornic, směr pohledu atd. Dají se identifikovat okolnosti a vlivy, které daly této disciplíně vzniknout. 1.1. Disproporce mezi reálnými možnostmi klasických výzkumných metod a požadavky, na ně kladenými. Za klasické metody se dají považovat především různé formy dotazování participantů výzkumu. Marketingový výzkum se v zásadě zajímá o dvě navzájem provázané otázky jak se zákazník rozhoduje o nákupu a za druhé jak přijímá a zpracovává marketingovou komunikaci. Tyto procesy mohou probíhat ve stavu vysoké a nebo nízké angažovanosti rozhodujícího se subjektu, jak vyplývá například ze známého ELM modelu (Petty & Cacioppo) [2]. V prvním případě je účastník výzkumu pravděpodobně schopen správně a úplně popsat důvody svého rozhodnutí a technika dotazování poskytuje spolehlivé a využitelné informace. V případě druhém ale, aniž by účastník výzkumu záměrně lhal, jeho snaha rekonstruovat nákupní proces může poskytnout naprosto nesmyslné informace. Potom je na místě nasadit vhodnou nepřímou metodu, a ta nemusí být nutně založena na využití sofistikovaných lékařských přístrojů, k dispozici je například metoda ZMET vyvinutá i Ing. Josef Hrudka, Vysoká škola mezinárodních a veřejných vztahů Praha, Pod Santoškou 17, 150 00 Praha 5, hrudka@vip-vs.cz 1

v devadesátých letech Geraldem Zaltmanem a založená na využití obrazových metafor zpřístupňujících skryté motivy jednání participantů výzkumu. V současnosti jsou zákazníci nuceni rok za rokem činit stále více nákupních rozhodnutí a zároveň vnímat a zpracovávat stále více komunikace z okolního prostředí, takže rozhodně roste podíl podnětů řešených ve stavu nízké zainteresovanosti, a úměrně tomu roste poptávka po nepřímých metodách, schopných tyto jevy identifikovat a měřit. Mnohé z nich jsou založeny na instrumentálních metodách, dlouhodobě využívaných v medicíně. 1.2. Zájem o výzkum emocí V polovině devadesátých let došlo k zásadnímu přehodnocení významu lidských emocí v individuálních rozhodovacích procesech. Velkou zásluhu na tom měl Antonio Damasio který ve své práci Descartesův omyl (u nás vyšla v překladu 2000) vyvrací způsob nahlížení na lidskou mysl používaný už od antických filozofů. To mělo za následek zvýšený zájem o identifikaci, třídění a kvantifikaci lidských emocí v mnoha vědních oborech. Oblast využití zpracování emocí nelze samozřejmě redukovat jen na marketingový výzkum, obrovské možnosti (a také zdroje financování) se tomuto oboru otevírají v oblasti konstruování rozhraní člověk/stroj (HCI), což je často limitující faktor nejrůznějších technických řešení včetně aplikací v oboru dopravního inženýrství. Vznikají tu celé nové multidisciplinální vědní obory, např. profesorka Rosalind Picard z MIT už v roce 2000 svou prací Affective Computing de facto založila obor automatického zpracování emocí s řadou aplikací daleko přesahujících samotný neuromarketing. Rovněž marketingoví výzkumníci správně vyhodnotili důležitost měření emocí pro rozvoj oboru své činnosti a spoluvytvářeli poptávku po dostupných a spolehlivých technologických řešeních. Nelze pominout ani ten fakt, že obor marketingového výzkumu je průmysl jako každý jiný, a i v něm je nutné stále uvádět na trh větší i menší inovace. Aplikace neurovědy proto může být jak příležitostí pro nově vznikající společnosti, tak také výzvou pro společnosti už zavedené. 1.3. Zlepšená dostupnost potřebných technologií Za posledních 20 let došlo k souběžnému zdokonalování a zlevňování veškeré lékařské diagnostické techniky, což znamenalo také snížení nároků na kvalifikaci její obsluhy. Rychlý růst výkonnosti výpočetní techniky zase umožnil efektivně zpracovávat enormní množství dat na výstupech diagnostických přístrojů a zpracovaná data vhodnou formou prezentovat (například trojrozměrná CT). Kromě extenzivního růstu výkonnosti počítačů je třeba zmínit také nasazení principiálně nových metod zpracování dat s využitím umělé inteligence, například na základě umělých neurálních sítí. V tomto oboru bohužel platí, že jednotliví vývojáři uvádějí jen minimum konkrétních informací o principu fungování, možnostech a výkonnosti svých systémů, a dá se o nich pouze spekulovat na základě zřejmých faktů. O značné výpočetní náročnosti systémů analýzy videosouborů svědčí například to, že mnoho společností nabízejících tuto službu ji poskytují pouze off-line a svůj software neinstalují na počítače svých klientů. 1.4. Vývoj neuromarketingu V posledních 20 letech prošel neuromarketing coby vědní obor vývojem, který zřejmě nebude mezi vznikajícími obory úplně ojedinělý. Zpočátku se rozvíjel nenápadně a bez většího zájmu veřejnosti. Zhruba kolem roku 2005 se stal atraktivním pro média, což mu přineslo značnou publicitu, ale na druhé straně vzbudilo silnou vlnu kritiky. Ta se jednak soustředila na eticky sporné stránky neuromarketingových experimentů, a na druhé straně zpochybňovala sliby a 2

prognózy některých méně seriózních zástupců oboru, kteří například slibovali v lidské mysli najít tzv. Buy Button, tedy spolehlivý a univerzální prostředek manipulace zákazníkem. Na podobná témata byla veřejnost vždycky citlivá, podobnou pozornost například vzbudil už v padesátých letech minulého století Vance Packard svou knihou Hidden Persuaders. Po roce 2010 nesl neuromarketing nějaký čas stigma určitého dryáčnictví, dodnes jsou aktivní a navštěvované webové stránky, poukazující na nesmysly hlásané pseudovědci z tohoto oboru (např. neurobollocks.wordpress.com). Neznamená to samozřejmě jeho zánik, naopak stále více týmů po celém světě rozvíjí výzkumné projekty, publikuje seriózní práce a také uvádí na trh reálné aplikace svých výsledků, jen v názvech článků se tolik neobjevuje slovo neuromarketing. V poslední době převažují jednoznačně pozitivní trendy vývoje, kvalitativní standardy začíná garantovat oborová asociace NMSBA [5] a neuronarketingové metody se stávají integrální součástí nabídky všech tradičních poskytovatelů služeb marketingového výzkumu (Nielsen, Millward Brown). Proč by se tedy dopravní inženýr měl zajímat právě o neuromarketingové, a ne o jakékoli neuropsychologické metody? Dané hledisko mu nabízí určitý předvýběr v marketingu je jedním z hlavních kritérií, jestli se nějaký projekt zrealizuje, návratnost investice (ROI). Pokud tedy výzkumník hledá řešení, které nezůstane jen čistě v měřítku kvalitativních experimentů, ale bude schopné zvládat v přijatelně krátkém čase a v rámci reálných rozpočtů i poměrně rozsáhlé vzorky respondentů, měl by ho hledat v první řadě u výzkumů financovaných velkými společnostmi z oboru rychloobrátkového zboží (FMCG), nebo velkými výrobci automobilů. Tam se totiž koncentruje jak poptávka po inovacích, tak potřebné fondy. Silnou stránkou neuromarketingových firem je také fakt, že data umějí nejen změřit, ale také zpracovat a srozumitelně prezentovat, jinak by brzy zanikly. 2. Hlavní metody měření využívané v neuromarketingu [3] 2.1. Funkční magnetická rezonance (fmri) Zobrazování s využitím nukleární magnetické rezonance se rozšířilo v medicíně od devadesátých let minulého století jako šetrnější alternativa metod buďto používajících Roentgenovo záření, nebo metod pracujících s radioizotopy, v obou případech znamenalo pro pacienty menší zátěž. Patří mezi nepřímé metody, měří totiž objem okysličené krve, protékající mozkovými tkáněmi (BOLD signál). Ten vzrůstá v těch oblastech, kde neurony vykazují zvýšenou aktivitu. Fyzikální princip této metody ale vyžaduje, aby skenovaná tkáň byla umístěna do extrémně silného stejnosměrného magnetického pole (až 10T), tedy do středu velkého toroidního elektromagnetu. Podmínky experimentu značně omezují možnosti participanta vykonávat nějaké kognitivní úlohy, protože musí nehybně ležet téměř hodinu s rukama podél těla, vizuální stimuly k němu přicházejí prostřednictvím miniaturních displejů (VR Headset), a zvukové stimuly prostřednictvím sluchátek. U participanta podrobeného takovým podmínkám se jen těžko dá uvažovat o nízké zainteresovanosti, což je také projektům založeným na fmri kritiky vytýkáno. To spolu s vysokou cenou jednoho vyšetření omezuje počet účastníků i velkoryse financovaných experimentů řádově na desítky. Přesto je v oblasti základního výzkumu fmri naprosto nenahraditelná, protože je na rozdíl od ostatních zobrazovacích metod schopná měřit data i hluboko uvnitř mozku, kde jsou právě lokalizovány některé struktury spojované s prožíváním emocí (tzv. limbický systém). Vděčíme ji za některé zásadní objevy, na nichž je celý neuromarketing vybudován, jako tzv. systém odměn (reward system)[4]. Její silnou stránkou je vynikající prostorové rozlišení (1 kubický milimetr), slabou stránkou je rozlišení časové (řádově desetiny s). Metoda je atraktivní také pro média dvě 3

nejznámější neuromarketingové studie, a to Pepsi Challenge Reada Montagua a Buy-o-logy Martina Lindstroma, využívají právě fmri. 2.2. Elektroencefalografie (EEG) Jde o přímou metodu, založenou na snímání slabých střídavých elektrických polí vyvolaných elektrickou aktivitou neuronů v mozkové kůře pomocí soustavy elektrod umístěných na povrchu hlavy. Signál z elektrod je po zesílení a filtraci obvykle vizualizován jako animovaná heat-mapa promítnutá na povrch mozku, protože na agregovaném signálu indukovaném na elektrodách mají největší podíl neurony přítomné v kůře. I když se v některých případech používá až 256 elektrod, prostorové rozlišení metody je slabé, naproti tomu časové rozlišení je vzhledem k maximálním frekvencím, kterých mohou změny v mozku dosahovat, více než dostatečné. Flexibilita nasazení při řešení různých kognitivních úloh je dobrá, zařízení může být poměrně levné, lehké a může fungovat bezdrátově, takže participant experimentu může řídit auto nebo nakupovat. Dlouholeté zkušenosti s využitím EEG v marketingovém výzkumu má například společnost Sands Research, jedna z nejdéle na trhu působících neuromarketingových firem [6]. 2.3. Infračervená spektroskopie (NIRS) Jde o metodu nepřímou, která podobně jako fmri měří změny v prokrvení částí mozkové kůry v čase. Využívá rozdílů v absorpci infračerveného světla mezi oxyhemoglobinem a deoxyhemoglobinem. Na rozdíl od fmri má dosah jen několik centimetrů pod povrch hlavy, ale zařízení je poměrně levné a příliš neobtěžuje participanta při různých činnostech. Ve srovnání s výše uvedenými metodami se využívá zřídka. 2.4. Měření vodivosti pokožky a dalších biometrických údajů (GSC) Neuropsychologické experimenty prokázaly souvislost několika snadno měřitelných biometrických proměnných (odpor pokožky, dech, tep) s emocionálními stavy respondentů. Integrované zařízení na dlouhodobý sběr dat buďto do lokální paměti nebo s bezdrátovým přenosem se podobá hrudnímu pásům používaným s běžnými sport-testery a nebrání provozování jakékoli aktivity. Určitou slabinou metody je, že neposkytuje příliš specifické informace o emocích, které respondent v experimentu prožívá. Těmito postupy se v nedávné době zabývala například společnost Innerscope Research [7], a na jejích stránkách je k dispozici množství relevantních případových studií, v současné době ale všechny výzkumné firmy nabízejí všechny známé neuropsychologické metody, takže rozdíly mezi jejich nabídkami jsou prakticky setřené. V květnu letošního roku dokonce došlo k akvizici Innerscope Research společností Nielsen a přejmenování na Nielsen Consumer Neuroscience, což se dá vlastně považovat za signál, že je neuromarketing brán naprosto vážně i těmi největšími autoritami. 2.5. Oční kamera (Eye Tracking) Tato metoda má už dlouholetou tradici a je využívána i mimo rámec neuromarketingu například v průmyslovém designu nebo v ergonomických studiích. Její obrovskou výhodou je snadná pochopitelnost i pro naprostého laika, který se snadno dá přesvědčit, že je důležité vědět, na co a jak dlouho se zákazník (nebo operátor nějakého zařízení) soustředí a co naopak přehlíží. Vyskytují se dvě modifikace takzvané mobilní zařízení, poměrně těžké a neohrabané brýle vybavené dvěma páry miniaturních kamer, z nichž dvojice namířená ve 4

směru pohledu respondenta snímá to, co má respondent v zorném poli, zatímco druhá dvojice orientovaná opačně vyhodnocuje směr jeho pohledu. S takovým zařízením se dá podnikat celá řada in-store nebo in-house experimentů, je zde opět nejasná otázka, jestli se respondent s maškarou na hlavě bude cítit a chovat jako ve stavu nízké angažovanosti (což je v experimentu někdy žádoucí). Jednodušší modifikací je obyčejný počítačový monitor vybavený na okraji několika infračervenými kamerami, které opět vyhodnocují směr pohledu participanta, v tomto případě jsou ale veškeré experimentální podněty omezeny na obrazovku. Toto uspořádání má ale nezanedbatelnou výhodu v tom, že respondent není zařízením sebeméně obtěžován a pokud to nebude v rozporu s etickými standardy, nemusí ani vědět, že je měřen. Trhu s hardwarem pro eye-tracking dlouhá léta dominovala švédská společnost ToBii [8], která si za špičkovou kvalitu nechala platit horentní sumy (řádově desítky tisíc Euro za jednu instalaci), a která je ale v poslední době konkurenčními tlaky nucena přicházet i s podstatně levnějšími řešeními. Na našem trhu má s oční kamerou dlouholeté zkušenosti společnost GfK. 2.6. Rozpoznávání výrazu tváře (Facial Coding) Už Charles Darwin napsal v roce 1876 pojednání o tom, jak lidé i zvířata vyjadřují emoce výrazem tváře, o 100 let později se tomuto jevu systematicky věnoval antropolog Paul Ekman. Zjistil, že tento druh komunikace je do značné míry univerzální napříč etniky, pohlavími nebo věkovými skupinami (od 3 let). Dále vyvinul kódovací systém (FACS), který přisuzuje jednotlivým výrazům popsaným stavy čtyřiceti tzv. akčních jednotek některé z šesti základních emocí radost, smutek, překvapení, strach, hněv a pohrdání. Zpočátku prováděli kódování školení analytici na statických snímcích extrémních poloh emocionálních stavů předváděných herci, v současné době softwarové systémy s umělou inteligencí analyzují v reálném čase videosignál s mnoha tvářemi zároveň. Výstupem měření je videozáznam kontinuálně otagovaný hodnotami zvolených emocionálních proměnných. Taková informace je pro praktické rozhodování marketingových zadání poněkud surová, je proto někdy účelné redukovat ji do dvou rozměrů valence a intenzita emocí. Silnou stránkou metody jsou minimální nároky na hardware i fakt, že nijak neovlivňuje chování respondentů, zejména při použití infračervených kamer. Ve srovnání s oční kamerou má tato metoda ale kratší historii a menší důvěru potenciálních zákazníků, nicméně pro využití v dopravě má zřejmě největší potenciál. Stejné softwarové knihovny zaměřené na analýzu obrazu jsou snadno využitelné i na automatické sledování chování řidiče nebo cestujících v dopravních prostředcích. 3. Aplikace v dopravě 3.1. Hodnocení designu dopravních prostředků Proces NPD je u zboží dlouhodobé spotřeby, kterým jsou automobily, na dnešním hyperkonkurenčním trhu velice náročný a sofistikovaný a zahrnuje i prvky tzv. senzorického marketingu, o kterém pojednává např. Martin Lindstrom v knize Brand Sense. Prosté osobní dotazování na jednotlivé rysy produktu nemusí poskytovat spolehlivé informace, proto se zainteresované společnosti snaží získávat informace i bez kognitivního zkreslení (bias). Existuje například studie [9], která s využitím fmri prokazuje souvislost mezi zobrazeními různých kategorií automobilů a stupněm aktivace určitých mozkových center (ventral striatum a OFC) spojovaných s pocity sociální dominance. 5

3.2. Identifikace a prevence únavy a ospalosti řidiče Tyto systémy už dlouhodobě slouží nejen k výzkumům, ale spolehlivě fungují v běžném provozu, jsou ale založeny na více různých principech. Společnost Volvo už před 10 lety uvedla na trh systém Driver Alert Control, pracující s kamerou sledující vnější prostředí a vyhodnocující nebezpečné prvky ve stylu řízení vozidla, jako náhlé změny směru a brždění, přejíždění středové čáry atd. Další možností je zabudování biosenzorů do sedadla a volantu a odvozování přítomnosti únavy ze změn tepové frekvence [11] Ospalost by se dala samozřejmě detekovat sledováním EEG, žádný řidič by si ale pravidelně nenasazoval čelenku s elektrodami, o něco nadějnější se jeví využití tzv. nositelné elektroniky, různých náramků a pásků spárovaných se smartphony, na nichž běží různé fitness aplikace. Poslední možností je potom modifikace zařízení na čtení výrazů tváře, které se zaměří výhradně na symptomy ospalosti [10]. Použitelné proměnné jsou například délka mrknutí, frekvence mrkání, procento překrytí zornice víčkem. Problém může ale nastat, pokud si řidič nasadí brýle, takže optimální bude zřejmě paralelní nasazení více metod. 3.3. Identifikace a prevence agresivního chování za volantem (Road Rage) Jedná se o relativně závažné ohrožení bezpečnosti silničního provozu, které prozatím nemá samostatnou právní kvalifikaci nebo diagnózu, nicméně v USA se eviduje asi 300 případů za rok a i na našich dálnicích došlo k několika mediálně známým excesům. Automatická detekce takového stavu je speciální případ detekce stresu při řízení. Takové téma je vlastně velice vhodné cvičné zadání a také o něm v uplynulých 10 letech vzniklo mnoho prací od mnoha průkopnických týmů (mimo jiné tým prof. R. Picard z MIT), které stejné zadání řešily různými metodami s využitím různých algoritmů strojového učení, jako jsou NN, DBN nebo SVM [12]. V současné době by bylo k podobnému účelu nejvhodnější nasadit některý z komerčně dostupných softwarových systémů, např. od firmy Noldus Research. 3.4. Výzkum interpersonálních vztahů v dopravních prostředcích Výše zmíněná firma publikuje na svých stránkách zajímavou aplikaci svého systému rozpoznávání emocí, který byl nasazen během známé simulace letu na Mars, při němž šestičlenná mezinárodní posádka strávila v izolaci 520 dní. Jedním ze stěžejních úkolů experimentu bylo popsat psychosociální jevy, ke kterým dochází v tak extrémních podmínkách. O projektu MARS 500 je dostupná rozsáhlá dokumentace, a to i v češtině. Závěr Z přehledu nejčastěji využívaných neuromarketingových metod vyplývá, že mimořádně důležitým kritériem hromadného nasazení je míra, do jaké senzory snímající vstupní data obtěžují respondenty experimentů nebo uživatele v reálném provozu. Jako bezproblémové se z tohoto hlediska jeví oční kamera a rozpoznávání výrazů tváře, slibně vypadají také některé způsoby snímání biometrických proměnných. Co se týká EEG, i když došlo k významným pokrokům v technologii suchých elektrod, které si respondent může aplikovat sám, zůstane tato metoda navždy metodou laboratorní, což platí dvojnásob o fmri. I když Erik DuPlessis ve své knize The Branded Mind vyjádřil víru, že dojde k jeho podstatné miniaturizaci, obávám se, že bez převratných objevů ve fyzice se mu jeho přání dlouho nesplní. 6

Literatura [1] Lee, N., Broderick, A.J. and Chamberlain, L. - What is neuromarketing? A discussion and agenda for future research - International Journal of Psychophysiology 63 (2007) 199 204 [2] Kruglanski, A. W. Social Psychology, Hanbook of Basic Principles, (2007) The Guilford Press, pp. 572-573 [3] Zurawicki, L. Neuromarketing, Exploring the Brain of the Consumer, Springer 2010 ISBN978-3-540-77828-8 [4] Váchová, P. E. - Neuromechanismy účinku návykových látek, systém odměn - Česká a slovenská Psychiatrie 2009;105(6): 263-268 [5] http://www.nmsba.com [6] http://www.sandsresearch.com [7] http://innerscoperesearch.com/tech-of-neuroscience/core-biometrics [8] http://www.tobii.com [9] Erk, S. et al. - Cultural objects modulate reward circuitry, NeuroReport Vol. 13 No. 18 (2002) [10] Karchani, M. et al. - Presenting a model for dynamic facial expression changes in detecting drivers drowsiness, Electron Physician. 2015 Apr-Jun; 7(2): 1073 1077 [11] Yu, X. - Real-time Nonintrusive Detection of Driver Drowsiness, (2009) dostupné na: http://conservancy.umn.edu/bitstream/handle/11299/97650/cts%2009-15.pdf [12] Hua, G. et al. Detecting Emotional Stress from Facial Expressions for Driving Safety, International Conference on Image Processing (ICIP) 2014, Paris, France, October 27-30, 2014aw [13] Gorbunov, R. D. - Monitoring Facial Expressions During the Mars-500 Isolation Experiment - Proceedings of Measuring Behavior 2012 (Utrecht, The Netherlands, August 28-31, 2012) Zkrácené recenzní řízení provedl: prof. Ing. Václav Skurovec, CSc. 7