科學家用腦磁場和眼睛操控電腦

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科學家用腦磁場和眼睛操控電腦 - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 01.03.2021
莫斯科國立心理與教育大學(MSUPE)的學者正在開發一種獨特的系統,用目光和“意念的力量”控制電腦。據創建者稱,基於讀出腦磁場的系統可以方便殘疾人使用電腦。研究結果發表在Frontiers in Neuroscience雜誌上。

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據莫斯科國立心理與教育大學(MSUPE)的研究人員介紹,癱瘓者越來越多地用目光控制電腦,“眼控”功能甚至成為某些操作系統的標準輔助功能之一。為此,他們使用眼動追蹤設備——眼球追蹤器。在攝像機的幫助下,確定用戶瞳孔的位置,並計算出目光凝視點。凝視顯示屏的位置取代了點擊鼠標。

研究人員指出,目前這項技術有一個明顯的不足之處:它不能區分有意的凝視和無意的凝視(比如,當用戶想要看清甚麼時)。正如科學家所解釋的,避免無意的凝視基本上不可能,凝視很容易脫離意識控制,導致錯誤的反應。

莫斯科國立心理與教育大學(MSUPE)的研究人員正在開發一個控制系統,該系統將能夠確定注視是有意的還是無意的。據創建者說,這將是眼動追蹤技術與另一種用於幫助殘疾人的技術——腦機接口(BCI)的混合體。通過區分在完成某些智力活動時產生的大腦信號,腦機接口(BCI)可以使您用“意念的力量” 向電腦發出指令。

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研究負責人,莫斯科國立心理與教育大學神經認知研究中心首席研究員謝爾蓋·希什金說:

“許多人試圖將腦機接口(BCI)與֝“眼控”結合起來。在腦機接口(BCI)的幫助下, “點擊” 非常方便——可以想象手的運動。但是這種組合仍然很不方便,因為腦機接口(BCI)運行緩慢,迫使用戶長時間注視,想象所需的操作。此外,腦機接口(BCI)所需的意念活動與有意的注視結合得很差。”  

在所研發的系統中,莫斯科國立心理與教育大學(MSUPE)的研究人員採用了另一種方式:他們系統的用戶只需要有意地注視,研究人員認為,這一動作本身改變了信號圖,使其能夠識別出“點擊”意圖。

為了準確識別與此意圖相對應的大腦信號,應用了腦磁圖(MEG),以非接觸方式記錄大腦的微弱磁場。在實驗過程中,參與者玩電腦遊戲——五連珠消除遊戲(Game Lines)的特別修改,通過凝視進行操控。獲得的腦磁圖(MEG)數據由人工神經網絡處理,從而確定注視是有意的還是無意的。

莫斯科國立心理與教育大學(MSUPE)神經認知研究中心高級研究員阿納斯塔西亞·奧夫欽尼科娃說:

“確定注視'意圖'的準確性仍然不足以讓我們立即採用該技術。因為在實驗過程中,尚無法記錄足夠的數據來訓練神經網絡。這是深度人工神經網絡對大腦信號進行分類的普遍問題。現在我們正在努力擴充我們的腦磁圖(MEG)數據樣本。“

該研究是在莫斯科國立心理教育大學(MSUPE)與庫爾恰托夫研究所國家研究中心之間的合作框架內進行的,並得到了俄羅斯科學基金會的支持。今後,研究人員計劃創建一個高精度的混合接口,將眼球追蹤器、腦磁圖(MEG)和腦電圖數據整合到一個系統中。

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