可穿戴腦機(jī)接口將意圖轉(zhuǎn)化為行動(dòng)

一種新的可穿戴腦機(jī)接口 (BMI) 系統(tǒng)可以改善運(yùn)動(dòng)功能障礙或癱瘓患者的生活質(zhì)量，甚至是那些患有閉鎖綜合征的人——當(dāng)一個(gè)人完全有意識(shí)但無(wú)法移動(dòng)或交流時(shí)。

由佐治亞理工學(xué)院 Woon-Hong Yeo 實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的多機(jī)構(gòu)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在 BMI 系統(tǒng)中結(jié)合了無(wú)線軟頭皮電子和虛擬現(xiàn)實(shí)，允許用戶想象一個(gè)動(dòng)作并無(wú)線控制輪椅或機(jī)械臂。

該團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自肯特大學(xué)(英國(guó))和延世大學(xué)(大韓民國(guó))的研究人員，本月在“高級(jí)科學(xué)”雜志上描述了基于運(yùn)動(dòng)圖像的新 BMI 系統(tǒng)。

喬治·W·伍德拉夫機(jī)械學(xué)院副教授 Yeo 說(shuō)：“與目前存在的系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)對(duì)用戶的主要優(yōu)勢(shì)是佩戴柔軟舒適，并且沒(méi)有任何電線。”工程。

BMI 系統(tǒng)是一種康復(fù)技術(shù)，可分析人的大腦信號(hào)并將該神經(jīng)活動(dòng)轉(zhuǎn)化為命令，將意圖轉(zhuǎn)化為行動(dòng)。獲取這些信號(hào)的最常見(jiàn)的非侵入性方法是腦電圖 (ElectroEncephaloGraphy)，EEG，它通常需要笨重的電極頭蓋骨和纏結(jié)的電線網(wǎng)。

這些裝置通常嚴(yán)重依賴凝膠和糊狀物來(lái)幫助保持皮膚接觸，需要大量的設(shè)置時(shí)間，使用起來(lái)通常不方便和不舒服。由于材料退化或運(yùn)動(dòng)偽影(可能由磨牙或眨眼等原因引起的輔助“噪音”)，這些設(shè)備還經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)信號(hào)采集不佳的問(wèn)題。這種噪音出現(xiàn)在大腦數(shù)據(jù)中，必須過(guò)濾掉。

Yeo 設(shè)計(jì)的便攜式 EEG 系統(tǒng)將不易察覺(jué)的微針電極與軟無(wú)線電路集成在一起，提供了改進(jìn)的信號(hào)采集。準(zhǔn)確測(cè)量這些大腦信號(hào)對(duì)于確定用戶想要執(zhí)行的操作至關(guān)重要，因此該團(tuán)隊(duì)集成了強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)算法和虛擬現(xiàn)實(shí)組件來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

新系統(tǒng)已經(jīng)用四名人類受試者進(jìn)行了測(cè)試，但尚未對(duì)殘疾人進(jìn)行研究。

“這只是第一次演示，但我們對(duì)所看到的東西感到興奮，”佐治亞理工學(xué)院電子和納米技術(shù)研究所以人為中心的界面和工程中心主任、佩蒂特研究所成員 Yeo 指出。用于生物工程和生物科學(xué)。

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