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莫斯科国立心理与教育大学(MSUPE)的学者正在开发一种独特的系统,用目光和“意念的力量”控制电脑。据创建者称,基于读出脑磁场的系统可以方便残疾人使用电脑。研究结果发表在Frontiers in Neuroscience杂志上(https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.619591/full)。

据莫斯科国立心理与教育大学(MSUPE)的研究人员介绍,瘫痪者越来越多地用目光控制电脑,“眼控”功能甚至成为某些操作系统的标准辅助功能之一。为此,他们使用眼动追踪设备——眼球追踪器。在摄像机的帮助下,确定用户瞳孔的位置,并计算出目光凝视点。凝视显示屏的位置取代了点击鼠标。

研究人员指出,目前这项技术有一个明显的不足之处:它不能区分有意的凝视和无意的凝视(比如,当用户想要看清什么时)。正如科学家所解释的,避免无意的凝视基本上不可能,凝视很容易脱离意识控制,导致错误的反应。

莫斯科国立心理与教育大学(MSUPE)的研究人员正在开发一个控制系统,该系统将能够确定注视是有意的还是无意的。据创建者说,这将是眼动追踪技术与另一种用于帮助残疾人的技术——脑机接口(BCI)的混合体。通过区分在完成某些智力活动时产生的大脑信号,脑机接口(BCI)可以使您用“意念的力量” 向电脑发出指令。

研究负责人,莫斯科国立心理与教育大学神经认知研究中心首席研究员谢尔盖·希什金说:“许多人试图将脑机接口(BCI)与֝“眼控”结合起来。在脑机接口(BCI)的帮助下, “点击” 非常方便——可以想象手的运动。但是这种组合仍然很不方便,因为脑机接口(BCI)运行缓慢,迫使用户长时间注视,想象所需的操作。此外,脑机接口(BCI)所需的意念活动与有意的注视结合得很差。” 

在所研发的系统中,莫斯科国立心理与教育大学(MSUPE)的研究人员采用了另一种方式:他们系统的用户只需要有意地注视,研究人员认为,这一动作本身改变了脑信号图,使其能够识别出“点击”意图。

为了准确识别与此意图相对应的大脑信号,应用了脑磁图(MEG),以非接触方式记录大脑的微弱磁场。在实验过程中,参与者玩电脑游戏——五连珠消除游戏(Game Lines)的特别修改,通过凝视进行操控。获得的脑磁图(MEG)数据由人工神经网络处理,从而确定注视是有意的还是无意的。

莫斯科国立心理与教育大学(MSUPE)神经认知研究中心高级研究员阿纳斯塔西亚·奥夫钦尼科娃说:“确定注视’意图’的准确性仍然不足以让我们立即采用该技术。因为在实验过程中,尚无法记录足够的数据来训练神经网络。这是深度人工神经网络对大脑信号进行分类的普遍问题。现在我们正在努力扩充我们的脑磁图(MEG)数据样本。“

该研究是在莫斯科国立心理教育大学(MSUPE)与库尔恰托夫研究所国家研究中心之间的合作框架内进行的,并得到了俄罗斯科学基金会的支持。今后,研究人员计划创建一个高精度的混合接口,将眼球追踪器、脑磁图(MEG)和脑电图数据整合到一个系统中。