为了了解脑机接口,我洗了两次头
撰文 | 蒋海宇
责编 | 陈晓雪
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「您去把头洗了。」工作人员给我递来一张毛巾,一小袋洗发露。
他不叫托尼,我也不是要做发型。我在2018年世界机器人大会上的脑机接口展厅里,想要亲自尝试一下脑机接口究竟是怎么回事。
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工作人员的名字叫杨晨,是清华大学脑机接口研究组的一名博士生。这个研究组希望能通过这套打字系统帮助全身瘫痪的渐冻人表达内心的想法,和外界交流。「洗头能够去除头油,让脑电信号传导畅通无阻,也让设备接收到的脑电信号更加干净。」杨晨解释道。
我洗完头,吹干头发,戴上脑电帽。杨晨像动画里的怪博士,拿着针管,从桌上抽出半管子凝胶,向我走来。「这是脑电胶,我要把它注入脑电帽的电极,让你的头皮和电极间的传导性更好。」这和让我洗头的原因差不多,都是为了加强导电性。脑电信号一般只有几微伏到几百微伏,电压强度大约只有一节五号电池的一百万分之一。
脑电帽本身不产生电波,它只是一个信号接收器。脑电信号接收后,还需通过一个信号放大器放大信号,并进行数字化编码,我们才能得到可以被计算机处理的数据信息。脑电帽后面那长长的辫子,就是用来传输信号的。
►一个正在通过SSVEP脑机接口打字的小男孩。在图片偏左位置,是与脑电帽电线相连的脑电信号放大器,放大器通过另一根电线将放大后的信号传输给系统。
现在主流的脑机接口都会用上脑电帽和信号放大器。不过,也有一种脑机接口,它不使用脑电帽,而是直接将电极穿过颅骨直插大脑皮层表面,甚至直接插入皮层之下。这种脑机接口会对大脑造成一定程度的损伤,不过也能够获得更加丰富的脑活动信息。
区分不同脑机接口系统的,主要是脑机接口的实现方式,以及脑机接口系统的用途。稳态视觉诱发(SSVEP)是清华大学团队的脑机接口实现方式。脑机接口系统除了打字,还可以用于控制仿生外骨骼行走,或者控制人造手。
那么,SSVEP究竟是什么?又是如何实现打字的呢?
基于SSVEP的脑机接口
「闪」了我的眼
要了解SSVEP的原理,让我们先看看杨晨所在团队使用的打字界面。
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