很難想象!天津95后大學生腦電波寫福字,太酷炫了
近日,兩名天津大學的95后大學生,用腦電波操控“哪吒”多腦協控智臂系統寫了個“福”字。他們在接受采訪時表示,未來的腦控系統也許會徹底顛覆現有的人機交互方式,人與人的交流不僅停留在語音或文字,還可能通過心靈進行溝通。你期待嗎?





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用腦機接口、電極、頭環均可檢測
“腦電波本身就是電信號,微伏測量確實難,但是檢測完全沒問題,至少實驗室沒問題。”北京大學工學院特聘研究員雷霆表示,腦電測量設備的先進性、貼合的緊密程度、測量方法、是否植入等均對是否能夠準確測量腦電波產生影響。
據了解,目前獲得腦電波的方式,有腦機接口、電極貼片、頭環或頭盔等。
通過腦機接口獲取腦電波的方式,理論上獲取效率最高,識別率最好,而且可以長期持續使用,但缺點是需要腦機接口,風險性較大。
電極貼片是一種典型的獲取腦電波的方式,在醫學領域和一些科學實驗場景,我們常常可以見到在腦外部貼上密密麻麻電極的場景。
上海師范大學教授李魯群等在《基于腦電波信號的人體疲勞程度測試模型分析》一文中曾詳細介紹了通過電極貼片獲取腦電波的方式:通過兩個干電極,將芯片與測試者頭部相連,其中一個干電極貼于測試者的腦門,另外一個夾在測試者的左耳;然后將生物傳感器與電腦終端相連,芯片將采集到的腦電波信號通過藍牙的方式發送到生物傳感器,電腦終端就會顯示腦電波信號的特征值。
雖然這種方式比腦機接口的成本低很多,不需要植入,安全性較高,此外,其信號的識別率也比較有保障。但缺點是這種方式操作成本較高,且需要專業人士協助,不能隨時進行,日常生活場景中很難普及。
此外,頭環或頭盔也是獲取腦電波的方式之一。頭環或頭盔的優點在于可以簡單佩戴,持續使用,可以方便地產品化。其缺點是采集信號容易被背景噪音信號干擾,識別的準確性和效率明顯不如前兩者。
腦電信號的破譯仍是“藍海”
天馬行空、不拘一格、智慧深邃……人的思維是如此豐富多彩,腦電波又有多個種類和千萬種組合,那么如何破譯這些信號?
“不同的認知可以根據腦電圖的變化來判斷,但是非常復雜。”中國標準化研究院研究員張運紅表示,盡管不同的腦電波大致有一個代表的方向,但實際情況卻復雜得多。
李魯群等人為找到司機疲勞程度與腦電波信號的關系,曾建立了一個模型,通過對復雜數據的降噪、重構、建模、擬合等多步處理后,經過多步計算,隨后進行反向驗證,得到相對有一定準確率的計算方法,使得α、β、θ波的特征值能夠計算,從而得到疲勞狀態的判定表達式,來判斷疲勞與否。
“主要問題是腦電波測得是否準確,數據有沒有價值。”雷霆認為,如果在基礎研究階段沒有得出準確的數學模型,則后續的軟件設計、應用開發都是無本之木。
事實上,腦電信號的破譯工作目前仍是一片“藍海”。“將α、β、θ波的特征值用于計算,只是其中一部分,還有很多其他方面的影響。”張運紅表示,目前科學界并沒有形成指南之類的共識。生物學領域的生命活動基礎仍是未解之謎,將其轉化為數學模型的表達是粗線條的反映,即使腦電波捕捉準確、后續的軟件開發適宜,也無法高度精確地反映思維的現狀。
比如,從西南科技大學李雪飛、許朝進《腦電生物反饋對正常小學生注意力的影響》的論文中可以看到,實驗針對注意力分散的8名五年級小學生,采用腦電生物反饋訓練系統進行為期兩個月的注意力訓練,比較后發現,盡管整體效果有所改善,但存在腦電數據與量表結果不一致的現象。也就是說,腦電數據顯示集中精力,而量表題庫顯示注意力不足。究竟是腦電數據與現實狀況接近,還是主觀題庫更準,目前仍難判斷。
原標題:科幻電影成現實!天津95后大學生腦電波寫福字,太酷炫了
值班主任:高原

