來自喬治亞理工大學研究人員創造了軟頭皮電子(SSE),一種用于讀取人類大腦信號的可穿戴式無線腦電圖(EEG)設備。通過使用神經網絡處理EEG數據,該系統允許佩戴該設備的用戶僅僅通過想象活動來控制視頻游戲。
該研究小組在《前沿科學》上發表的一篇論文中描述了他們的系統。與傳統的腦電圖設備不同,傳統的腦電圖設備是用凝膠或漿糊將剛性電極附著在皮膚上,而SSE使用了安裝在柔性頭帶中的幾個微針電極,使該設備易于設置,并能舒適地長期佩戴。研究人員為該設備的電路使用了柔性基板,包括一個與藍牙控制器的無線接口。該設備捕捉由運動圖像(MI)產生的腦電信號,即設備佩戴者想象進行一些物理活動,如移動他們的手或腳;這些信號由卷積神經網絡(CNN)處理,并用于控制虛擬現實(VR)視頻游戲。根據首席研究員Woon-Hong Yeo的說法。
[SSE]的主要限制是我們在皮膚上測量信號,通過頭骨,通過組織,所以我相信我們必須不斷提高我們的設備質量以獲得更好的信號。同時,我們還必須不斷改進我們的數據分析......以獲得更好的準確率。
許多腦機接口(BMI)研究人員的目標是使殘疾用戶能夠只用大腦信號來控制設備。為此實現最佳的信噪比(SNR)需要將物理植入物植入用戶的大腦;當然,這有需要進行腦部手術的缺點,導致許多科學家追求非侵入性的技術,如腦電圖。這些系統傳統上使用的是剛性的電子器件,電極用導電凝膠附著在用戶的皮膚上,并有懸空的電線引出,由于電極相對于大腦的運動,導致了感應偽影的出現。
相比之下,SSE傳感器使用微針,它能穿透頭皮的干燥和死皮細胞,并采用柔性結構,與佩戴者的頭部相適應,減少了相對運動,與傳統電極相比實現了更高的信噪比。微針被分組為六組,大約6毫米x6毫米見方,提供了比傳統電極更高的空間分辨率。
為了將SSE設備用作控制器,研究人員訓練了一個CNN模型,以便在用戶想象執行一個動作時對傳感器記錄的信號進行分類:打開和關閉一只手或移動一只腳。該模型在測試數據上達到了93%的準確率,超過了以前研究中描述的類似系統。該團隊將該系統用作 "節奏型視頻游戲 "的控制器,玩家必須在規定的時間內完成指定的任務以獲得分數;測試用戶幾乎達到了可能的最高分,"每5分鐘的游戲過程中只漏掉了幾分",而且腦力勞動最小。
文章版權歸作者所有,未經允許請勿轉載,若此文章存在違規行為,您可以聯系管理員刪除。
轉載請注明本文地址:http://specialneedsforspecialkids.com/yun/121863.html