图为清华大学脑机接口研究组研究成员杨博士接受记者采访(8月25日摄图片来源:tuku.qianlong.com)。千龙网记者许珠珠摄
千龙网北京8月27日讯(记者梁泽瑛许珠珠)清华大学脑机接口研究组,核心人物为清华大学博士生导师高小榕教授,是一支活跃在该领域前沿的研究队伍。
打字不用手,也无需发出声音,只用脑电波就能在屏幕上打出字母来。清华大学正在研究的新型人机交互技术——用视觉与计算机交互,彻底放飞双手。
杨博士是研究组的一员,在读博期间主要研究的项目就是视觉打字系统(动态窗稳态视觉诱发电位脑机接口系统)。“视觉打字不同于微创进入式,它属于非进入式,更加方便、快捷。这个系统最大的特点是动态窗,以往的静态窗口有固定显示时间,而这个系统会根据人的注意力和注视长度自动调整窗口长度,可以保证较高的准确率。无需训练,只要佩戴脑电帽就可以进行打字。
脑电波打字如何实现?视觉打字系统是一种视觉诱发电位的打字系统,虚拟键盘中每一个目标字符在运行过程中都会有特定的频率去闪烁,目标频率都不相同,当我们注视目标的时候,大脑的枕区视觉皮层附近,会产生对应闪烁频率的脑电波信号。刺激不同,响应不同。所以可以通过采集人的脑电信号,找到相对应的目标,从而实现打字。
脑电打字的速度如何?杨博士说,使用者每输入一个字符大概需要两秒,平均正确率能达到91%。这种输入效率,大概等于正常人每分钟手写28个英文字母的水平,最快的人每分钟能打出60个字符。为何每个人之间有差异?他说,有些人视觉神经系统对不同闪烁频率的刺激比较敏感,脑电中也比较容易产生较强的响应,所以更容易检测;而另一些人,刺激在他们脑电中诱发的响应往往被淹没在背景噪声之中,不易被检测出来。
站台上还摆有洗发液和吹风机,观众戴帽体验前后,可以洗头。“不是怕把脑电帽弄脏,而是因为头发的油脂会影响脑电传导,必须排除这些干扰因素”。
系统适用于绝大多数人群,无需提前训练,但更多的需求将来自于渐冻症患者和外部交流,他们颈部以上都不能活动,但眼球仍能转动。脑机接口还可以与不同系统连接,比如可以与微信相连,渐冻人只要通过脑电信号就能将消息发送给远方的亲人。
“人机双智能协同”,脑机接口人机系统,基于SSVEP-BCIs,利用异步MSMP空间滤波器组算法对机器人进行控制。使用者和机器人利用各自优势协同完场某项日常任务,以低成本高效率地方式帮助残疾人提高生活质量。
图为清华大学脑机接口研究组研究成员测试动态窗稳态视觉诱发电位脑机接口系统(8月25日摄图片来源:tuku.qianlong.com)。千龙网记者许珠珠摄
现场头罩式的脑电帽上密布着数十个电极,研究员会用注射器在电极孔中注入胶状的导电膏,导电膏与头皮接触放大脑电波信号。“现在大部分是采用湿电极,其信号采集的质量要好很多。未来也考虑研究干电极的操作,无需注射导电膏”。图为脑电帽(8月25日摄图片来源:tuku.qianlong.com)。千龙网记者许珠珠摄
图为清华大学脑机接口研究组部分成员合影(8月25日摄图片来源:tuku.qianlong.com)。千龙网记者许珠珠摄