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腦機接口技術(shù)首次運用解決暈車(chē)問(wèn)題，已獲多項發(fā)明專(zhuān)利 戴上頭環(huán)，進(jìn)入冥想，便能解決暈車(chē)問(wèn)題？記者從位于廣州的琶洲實(shí)驗室獲悉，琶洲實(shí)驗室腦機智能研究中心、華南理工大學(xué)、華南腦控（廣東）智能科技有限公司相關(guān)團隊開(kāi)發(fā)了一套腦機接口正念冥想系統，運用最新的腦機接口技術(shù)，輔助提升正念冥想程度，探索解決暈車(chē)問(wèn)題的新方式。 此套系統的主要發(fā)明人，琶洲實(shí)驗室常務(wù)副主任、華南理工大學(xué)教授、博士生導師李遠清介紹道，“這是腦機接口技術(shù)首次運用解決暈車(chē)問(wèn)題，國內外第一款便捷可穿戴、無(wú)副作用、效果顯著(zhù)且得到嚴格驗證的防暈車(chē)方法和產(chǎn)品，相關(guān)技術(shù)和系統已經(jīng)獲批多項發(fā)明專(zhuān)利�！� 體驗 帶上頭環(huán)，跟隨引導 有助于保持“輕松的清醒”狀態(tài) 采訪(fǎng)現場(chǎng)，記者在測試車(chē)輛上對此套設備進(jìn)行了體驗。 設備由一個(gè)頭環(huán)和一臺平板電腦兩個(gè)硬件構成。頭環(huán)上，有數個(gè)用于接受腦電波信號的電極。設備的使用十分方便，僅需帶上頭環(huán)，戴上耳機連接平板電腦，在平板電腦上選擇冥想的場(chǎng)景，緊接著(zhù)跟隨耳機聲音引導進(jìn)入冥想即可。 記者挑選了篝火以及流水等多個(gè)場(chǎng)景。以篝火為例，平板電腦上顯示出篝火燃燒的畫(huà)面，耳機傳出聲音引導注意篝火的形狀、顏色等，以提升專(zhuān)注力，進(jìn)入更佳的冥想狀態(tài)。 
體驗套腦機接口正念冥想系統，平板電腦篝火畫(huà)面隨冥想程度提高而清晰。 在屏幕的左上角，有變動(dòng)的數字，是正念冥想程度的體現，分數越高則正念冥想的狀態(tài)越好。此外，屏幕畫(huà)面的清晰程度也能體現正念冥想程度。當記者的注意力嘗試從畫(huà)面轉移到周?chē)渌貢r(shí)，其分數會(huì )低至10分以下，畫(huà)面很是模糊；當注意力回歸畫(huà)面，經(jīng)過(guò)幾分鐘進(jìn)入狀態(tài)后，分數能提高到40-70分之間 測試 八成以上測試人員表示有效 李遠清團隊招募了有暈動(dòng)癥的男女近100名，參與乘車(chē)驗證實(shí)驗。 ，畫(huà)面隨之更加清晰。 經(jīng)過(guò)約15分鐘的測試下車(chē)后，一個(gè)明顯的感受是，路上的記憶僅有屏幕和聲音引導的畫(huà)面，至于車(chē)窗外的景象則無(wú)印象。與在車(chē)上開(kāi)電影、聽(tīng)音樂(lè )的感受不同的是，精神方面顯得輕松一些。 參與指導測試的工作人員向記者解釋道，正念冥想和看電影、聽(tīng)音樂(lè )轉移注意力不同，后者依然會(huì )給大腦帶來(lái)壓力，轉移注意力效果有限，無(wú)法緩解暈車(chē)現象，但腦機接口正念冥想系統在有效幫助用戶(hù)轉移注意力的同時(shí)，使得大腦保持了“輕松的清醒”狀態(tài)。 李遠清向記者介紹道，實(shí)驗結果數據顯示，其中，80%以上的參與人員表示對暈動(dòng)癥有明顯緩解效果。他們進(jìn)一步挑選那些有效果的實(shí)驗被試，進(jìn)行2小時(shí)時(shí)長(cháng)的乘車(chē)實(shí)驗，所有的人都表示系統對暈動(dòng)癥有緩解效果，其中約85%的實(shí)驗被試全程感覺(jué)有效，沒(méi)有明顯的暈車(chē)發(fā)生（注：一般只有輕微癥狀），剩下約15% 的被試前半段有效。 南都記者采訪(fǎng)了4位了測試人員。葉姓測試人員主要對汽車(chē)的加速減速敏感，乘坐汽車(chē)時(shí)表現出惡心想吐的現象。他參加了5次測試�！靶枰�5-10分鐘進(jìn)入狀態(tài)，此后感覺(jué)良好，暈車(chē)現象有明顯改善�！彼f(shuō)道。 陳姓測試人員來(lái)自福建，因新家與老家的車(chē)程超過(guò)1個(gè)小時(shí)，且需途徑蜿蜒山路，乘車(chē)時(shí)經(jīng)常感到惡心，需要開(kāi)窗戶(hù)通風(fēng)。參與測試的過(guò)程中，他表示“不再有暈車(chē)的感覺(jué)”，注意力都集中到了此套系統中的屏幕畫(huà)面上。 張姓測試人員來(lái)自重慶，需要經(jīng)山路進(jìn)城，暈車(chē)嚴重時(shí)會(huì )嘔吐。參與測試過(guò)程中，在進(jìn)入較好的正念冥想狀態(tài)后，她表示“沒(méi)有反胃、頭暈”的情況�！皟H需帶上頭環(huán)，還是挺方便的�！� 梁姓測試人員認為自己暈車(chē)主要源于密閉空間、車(chē)輛震動(dòng)以及車(chē)內外的靜與動(dòng)帶給自己不協(xié)調感。他盡量選擇坐副駕駛，以保證車(chē)前視野與兩邊視野同樣保持運動(dòng)，盡量不去感受運動(dòng)的狀態(tài)，還需吃藥緩解，以及開(kāi)窗通風(fēng)。他總共參加了5次短途和2次長(cháng)途測試。他表示，“前期進(jìn)入狀態(tài)需要一定時(shí)間，但進(jìn)入較好的正念冥想狀態(tài)后，能夠達到‘完全不暈’的狀態(tài)�！� 原理 腦機接口提供神經(jīng)反饋 提升正念冥想程度，解決暈車(chē)問(wèn)題 “根據感覺(jué)沖突理論，視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、前庭或體感系統傳遞的信息不匹配，且與大腦預測的運動(dòng)不一致，是暈動(dòng)癥發(fā)生的主要原因�！崩钸h清告訴記者。 “人們乘坐交通工具感到頭暈的時(shí)候，去做正念冥想，注意力就轉移了，是有可能緩解頭暈的；但僅僅靠正念冥想不足以解決大部分人的暈車(chē)問(wèn)題�！崩钸h清認為。 李遠清說(shuō)道，“正念冥想對改善睡眠和情緒，及減壓等都有作用，因而已經(jīng)成為抑郁、焦慮等心理精神疾病的臨床療法而被廣泛使用�！� 盡管正念冥想益處眾多，但是初學(xué)者往往不好理解和掌握。運用最新的腦機接口技術(shù)，可以使患有暈動(dòng)癥的人在乘車(chē)時(shí)能夠更方便、更輕松地提升正念冥想的程度，緩解暈車(chē)問(wèn)題，這是此套腦機接口正念冥想系統的主要作用。 據介紹，此套系統在大腦和外部設備之間建立了一條直接交互控制通道，包括腦電信號采集模塊、腦電信號分析模塊、執行/應用模塊、反饋模塊。 “基于頭皮腦電的腦機接口是一種非侵入式腦機接口，因為對我們大腦和身體沒(méi)有任何傷害而逐漸得到應用落地�！崩钸h清表示。
用于接收腦電波信號的頭環(huán)。受訪(fǎng)者供圖 具體做法是，用戶(hù)帶上帶有電極的頭環(huán)。這些電極貼近使用者前額皮膚和太陽(yáng)穴皮膚，自動(dòng)接收腦電波。腦電波被頭環(huán)設備放大以后，再無(wú)線(xiàn)傳輸至計算終端（手機、平板電腦、或者PC/筆記本電腦）。計算終端分析腦電波信號，評估正念冥想狀態(tài)，評估的結果通過(guò)分數、聲音變化、屏幕上的場(chǎng)景畫(huà)面變化反饋給用戶(hù)。 正念冥想狀態(tài)越好，分數就越高，聲音和場(chǎng)景畫(huà)面就越清晰越漂亮，反之，分數就會(huì )變低，聲音和場(chǎng)景畫(huà)面也會(huì )變得模糊。用戶(hù)根據這些生物/神經(jīng)反饋很容易知道他們的正念冥想狀況，從而更加專(zhuān)注正念冥想。
腦機接口正念冥想系統運行原理。受訪(fǎng)者供圖 “這個(gè)系統讓用戶(hù)特別是初學(xué)者容易進(jìn)入正念冥想狀態(tài)，覺(jué)得正念冥想不那么難了，變得很有趣了。該系統經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間和大量人群試用，效果良好。這里起關(guān)鍵作用的就是上面提到的由腦機接口所提供的生物/神經(jīng)反饋模塊�！崩钸h清說(shuō)道。 觀(guān)點(diǎn) 科技創(chuàng )新成果轉化受到空前重視 仍有部分制度性難題待解 李遠清從事腦機接口技術(shù)研究已有20余載，主持國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、863課題、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目、科技創(chuàng )新2030-“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”重大項目等；獲得國家、省部級重大科技成果獎多項。 2008年，他從國外回到華南理工大學(xué)，建立了自己的實(shí)驗室，于2012年開(kāi)始嘗試將腦機接口技術(shù)與醫療結合，為高位截癱患者提供運動(dòng)功能輔助技術(shù)，為意識障礙患者提供意識檢測、輔助診斷與康復預測技術(shù)。例如，通過(guò)腦機接口技術(shù)，設備能夠識別患者的腦電波信號，患者使用這套設備，實(shí)現通過(guò)“意念”操作輪椅或者機械臂，完成動(dòng)作。 “盡管腦機接口具有廣闊的應用前景，如專(zhuān)注力訓練、中風(fēng)患者運動(dòng)功能康復等等，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界一直在努力推動(dòng)腦機接口產(chǎn)業(yè)化落地，但是能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)剛需的腦機接口產(chǎn)品迄今尚未問(wèn)世，我們的系統在某種程度上填補了這項空白�！崩钸h清表示。 近年來(lái)，作為前沿性戰略性科技領(lǐng)域，腦機接口技術(shù)受到各國政府、學(xué)術(shù)屆、產(chǎn)業(yè)界、和社會(huì )大眾的廣泛關(guān)注。如馬斯克所成立的腦機接口公司頻頻推出新成果、公布科研攻關(guān)新進(jìn)展，展現了腦機接口技術(shù)的重要潛力，吸引了無(wú)數關(guān)注。 為促成科技成果轉化，2019年5月，華南理工大學(xué)李遠清教授團隊通過(guò)科技成果轉化創(chuàng )立了華南腦控（廣東）智能科技有限公司，一家腦機AI全產(chǎn)業(yè)鏈自主知識產(chǎn)權的企業(yè)，公司股東包括華南理工大學(xué)等。
琶洲實(shí)驗室是廣東省為落實(shí)國家創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略所設立的10個(gè)省實(shí)驗室之一，坐落于廣州市海珠區琶洲試驗區。 科技成果轉化近年來(lái)受到社會(huì )各界高度重視，也是擺在李遠清面前的下一步計劃。李遠清介紹，腦機接口正念冥想系統將在未來(lái)合適的時(shí)機推向市場(chǎng)。 對于科技成果轉化這一話(huà)題，李遠清受訪(fǎng)時(shí)表示，“當前各級政府、高校都高度重視科技成果轉化，其重要程度空前�！辈贿^(guò)，他認為，當前依然有一些難題待解決。 具體而言，包括配套政策制度需跟上，應更多地讓市場(chǎng)來(lái)評價(jià)科技成果，以及在扶持方面增加應用場(chǎng)景的扶持等。 李遠清表示，未來(lái)3年，琶洲實(shí)驗室將按省、市、區、依托單位華南理工大學(xué)各級領(lǐng)導的要求，把科技成果轉化作為重點(diǎn)工作推進(jìn)，讓來(lái)自實(shí)驗室和華南理工大學(xué)等高校的科技成果賦能產(chǎn)業(yè)，發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。 人物名片 李遠清，琶洲實(shí)驗室常務(wù)副主任、華南理工大學(xué)教授、博士生導師、IEEE Fellow、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、中國腦機接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副主任委員及學(xué)術(shù)研究組主席，獲國家自然科學(xué)二等獎1項、教育部自然科學(xué)一等獎1項、廣東省自然科學(xué)一等獎2項等。帶領(lǐng)團隊參加中國腦機接口大賽、世界機器人大會(huì )機器人比賽、全國互聯(lián)網(wǎng)+比賽等等，獲第一名、一等獎、金獎10余次。是IEEE Trans. on Human Machine Systems 等期刊的副主編。擔任中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )常務(wù)理事、中國人工智能學(xué)會(huì )理事、中國圖形圖像學(xué)會(huì )理事等。 2000年以來(lái)，李遠清先后致力于稀疏編碼、機器學(xué)習、腦信號分析、腦機接口及其應用等方面的研究。特別是在腦機接口領(lǐng)域深耕20余載，取得了一大批具有國際影響力的創(chuàng )新性理論及應用成果，在IEEE Trans. on Biomedical Engineering，IEEE Signal Processing Magazine，Proceedings of the IEEE，Brain, NIPS等國際著(zhù)名期刊及權威會(huì )議上發(fā)表論文200余篇，申請獲批專(zhuān)利70余項。 |
