深圳灣
未來,腦電波控制是不是像科幻一樣出現在人們的生活中? 或許你去電影院看過《阿凡達》,深深的被電影科技所震撼,那么你一定還記得電影中那些經典鏡頭:頭上復雜的設備,旁邊的設備不停的閃光,人類通過腦電波控制各種各樣的事物。看起來科幻,其實在現實生活中,腦電波已經走下神壇,慢慢的成為了普通人的玩具。
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意念控制需要用到腦機接口,腦機接口為人和電腦的交互提供了一種新的方式。簡單來說就是通過腦電波的信號作為交互的一種方式,但是現實中遠遠沒有達到科幻的程度。目前腦機接口絕大多數還是單方向的,通過對腦電波來分析大腦活動。根據獲取腦電信號的方式,腦機借口可分為侵入式(Invasive)和非侵入式 (non-invasive)。侵入式腦機借口需要開顱向大腦皮層植入芯片,非侵入式則通過附著在頭皮表層的電極來獲取電信號。非侵入式因其方便性也被最為廣泛的研究和引用。 \n \n 一般的腦機接口都包含著以下幾個步奏:信號獲取->特征提取->分類出控制命令->應用。信號獲取需要一定的硬件,如電極,信號放大等。特征提取和分類則需要用到一些信號處理和機器學習的算法,將對應的腦電波轉換成控制命令,然后就可以把命令應用到不同的場景里去了,比如控制輪椅的移動,打字輸入等活動。 \n \n 腦機接口的方式主要有:運動想象腦機接口( MIBCI:Motor Imagery BCI ),穩態視覺誘發電位( SSVEP:Steady state visually evoked potential ), P300 。
回復 @解俊杰
MIBCI:研究發現人在做相關肢體動作的時候,腦部的特定區域會的電信號有相應的變化。然而奇妙的是人在想象肢體動作的時候,腦電信號也會有相應的動作,那么對于一些高位截癱的人來說,這是一個極大的優點。通常 MIBCI 對應于三種活動:左手,右手,雙腳。 \n \n 下圖展示了 3 種活動中對應于相應大腦皮層區域的腦電信號特征的強度。MIBCI 的使用需要一個訓練的過程,應用者首先需要根據提示來想象不同的肢體運動,并記錄腦電信號,然后通過算法分析特征,建立分類模型,然后在進行應用。MIBCI的表現也常常是因人而異的,分類準確率可能低至 50%,也可能高于 90%。 \n 不同運動產生的腦電信號也不同 \n \n SSVEP:即通過視覺刺激來產生誘發的電位。人在注視固定頻率閃爍的燈光信號時,在視覺皮層出提取的腦電波中也可以檢測到相應頻率,如圖所示。舉例來說,可通過注視 4 個不同頻率閃爍的 LED 來控制一個小車的移動。相比于 MIBCI,優點是不需要訓練的過程,準確率雖然也因人而異,但卻相對較高,通常能達到70%-90%,缺點則是需要額外的視覺刺激的界面,且使用者一直注視閃爍視覺刺激的使用感受并不好。 \n \n \n 通過注視固定的閃光信號,在視覺皮層也能提取腦電信號 \n \n \n 腦電信號流程 \n \n \n 一些其他的:一項研究是用腦電波來檢測人走路的意圖。檢測方法類似上面講的MIBCI,由于走路的意圖出現先于動作之前,這種檢測可先于動作 0.2 - 1 秒,可應用于提前啟動輔助步行器。還有通過腦電波來監測癲癇,并釋放電刺激以預發癲癇發生的。腦機接口目前還大多是單向的,一項出自華盛頓大學的實驗第一次實現了腦對腦( 機對腦 )的接口,一個使用者進手部運動想象來遠程控制另一個實驗者的手部的運動。控制結果也因人而異,識別的準確率也在 50%-90% 左右,做實際應用還比較難,大學里的研究項目也是為了一些癱瘓的人做一些設計。腦機接口也還有其他方式,如跟視覺信號相關的,人在關注特定頻率的閃爍圖標或 LED 時,視覺皮層的腦電波信號也會被有相應的頻率的信號被檢測到。 \n \n 目前與腦電波相關的技術大多應用在醫療領域,如治療腦部疾病的病人,開發出可以民用的腦電波控制義肢,單大多數的產品僅僅是實驗室階段,并不能量產使用。 \n
意念控制需要用到腦機接口,腦機接口為人和電腦的交互提供了一種新的方式。簡單來說就是通過腦電波的信號作為交互的一種方式,但是現實中遠遠沒有達到科幻的程度。目前腦機接口絕大多數還是單方向的,通過對腦電波來分析大腦活動。根據獲取腦電信號的方式,腦機借口可分為侵入式(Invasive)和非侵入式 (non-invasive)。侵入式腦機借口需要開顱向大腦皮層植入芯片,非侵入式則通過附著在頭皮表層的電極來獲取電信號。非侵入式因其方便性也被最為廣泛的研究和引用。 \n \n 一般的腦機接口都包含著以下幾個步奏:信號獲取->特征提取->分類出控制命令->應用。信號獲取需要一定的硬件,如電極,信號放大等。特征提取和分類則需要用到一些信號處理和機器學習的算法,將對應的腦電波轉換成控制命令,然后就可以把命令應用到不同的場景里去了,比如控制輪椅的移動,打字輸入等活動。 \n \n 腦機接口的方式主要有:運動想象腦機接口( MIBCI:Motor Imagery BCI ),穩態視覺誘發電位( SSVEP:Steady state visually evoked potential ), P300 。
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MIBCI:研究發現人在做相關肢體動作的時候,腦部的特定區域會的電信號有相應的變化。然而奇妙的是人在想象肢體動作的時候,腦電信號也會有相應的動作,那么對于一些高位截癱的人來說,這是一個極大的優點。通常 MIBCI 對應于三種活動:左手,右手,雙腳。 \n \n 下圖展示了 3 種活動中對應于相應大腦皮層區域的腦電信號特征的強度。MIBCI 的使用需要一個訓練的過程,應用者首先需要根據提示來想象不同的肢體運動,并記錄腦電信號,然后通過算法分析特征,建立分類模型,然后在進行應用。MIBCI的表現也常常是因人而異的,分類準確率可能低至 50%,也可能高于 90%。 \n 不同運動產生的腦電信號也不同 \n \n SSVEP:即通過視覺刺激來產生誘發的電位。人在注視固定頻率閃爍的燈光信號時,在視覺皮層出提取的腦電波中也可以檢測到相應頻率,如圖所示。舉例來說,可通過注視 4 個不同頻率閃爍的 LED 來控制一個小車的移動。相比于 MIBCI,優點是不需要訓練的過程,準確率雖然也因人而異,但卻相對較高,通常能達到70%-90%,缺點則是需要額外的視覺刺激的界面,且使用者一直注視閃爍視覺刺激的使用感受并不好。 \n \n \n 通過注視固定的閃光信號,在視覺皮層也能提取腦電信號 \n \n \n 腦電信號流程 \n \n \n 一些其他的:一項研究是用腦電波來檢測人走路的意圖。檢測方法類似上面講的MIBCI,由于走路的意圖出現先于動作之前,這種檢測可先于動作 0.2 - 1 秒,可應用于提前啟動輔助步行器。還有通過腦電波來監測癲癇,并釋放電刺激以預發癲癇發生的。腦機接口目前還大多是單向的,一項出自華盛頓大學的實驗第一次實現了腦對腦( 機對腦 )的接口,一個使用者進手部運動想象來遠程控制另一個實驗者的手部的運動。控制結果也因人而異,識別的準確率也在 50%-90% 左右,做實際應用還比較難,大學里的研究項目也是為了一些癱瘓的人做一些設計。腦機接口也還有其他方式,如跟視覺信號相關的,人在關注特定頻率的閃爍圖標或 LED 時,視覺皮層的腦電波信號也會被有相應的頻率的信號被檢測到。 \n \n 目前與腦電波相關的技術大多應用在醫療領域,如治療腦部疾病的病人,開發出可以民用的腦電波控制義肢,單大多數的產品僅僅是實驗室階段,并不能量產使用。 \n
意念控制需要用到腦機接口,腦機接口為人和電腦的交互提供了一種新的方式。簡單來說就是通過腦電波的信號作為交互的一種方式,但是現實中遠遠沒有達到科幻的程度。目前腦機接口絕大多數還是單方向的,通過對腦電波來分析大腦活動。根據獲取腦電信號的方式,腦機借口可分為侵入式(Invasive)和非侵入式 (non-invasive)。侵入式腦機借口需要開顱向大腦皮層植入芯片,非侵入式則通過附著在頭皮表層的電極來獲取電信號。非侵入式因其方便性也被最為廣泛的研究和引用。 \n \n 一般的腦機接口都包含著以下幾個步奏:信號獲取->特征提取->分類出控制命令->應用。信號獲取需要一定的硬件,如電極,信號放大等。特征提取和分類則需要用到一些信號處理和機器學習的算法,將對應的腦電波轉換成控制命令,然后就可以把命令應用到不同的場景里去了,比如控制輪椅的移動,打字輸入等活動。 \n \n 腦機接口的方式主要有:運動想象腦機接口( MIBCI:Motor Imagery BCI ),穩態視覺誘發電位( SSVEP:Steady state visually evoked potential ), P300 。