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2012年12月20日 星期四

腦波擷取技術


火狐狸電影曾經是一部賣作的電影,電影的結尾該架稱為火狐狸的米格戰鬥機的駕駛員,將自己的意念透過頭盔傳達到射控系統,以發射飛彈擊落敵人,是腦波信號擷取並應用在控制的一個經典影片。腦波不論在醫療領域或是認知神經科學領域,都是臨床或是研究的重要資訊來源。長久以來腦波訊號的取得,必須在醫院而且是有一定規模的醫院才有辦法取得。若是能夠讓腦波的取得同測量血壓或是體溫一般的容易,那對於人類將會產生無比巨大貢獻與影響。要能夠成功的達到這個目標,必須要消除並同腦波信號進入感測器的雜訊,而且必須要讓信號的取得點簡化,也就是不要如同傳統的腦波取樣方式一般,需要多個量測點。為了達到這個目標,華裔創業家暨工程專家在2005年創立神念科技。該公司最大的突破是以小型的晶片實現把複雜的腦波偵測器,使用類似耳機的頭帶式腦波量測裝置,以置於前額的腦波偵測器,與置於耳垂的脈搏測量器,就可以輕鬆取得人的腦波資訊。該公司的第一代腦波控制晶片於公司成立後四年問世。
就控制的角度來看,若是能夠由腦波的變化而瞭解人的想法或是情緒變化,就可以作為控制的信號來源,這應該就是腦波在控制領域的最基礎應用。在實際的應用案例中,台灣的大寶科技結合神腦的腦波晶片與LED燈,透過腦波訊號瞭解使用者大腦放鬆與專注程度,以了解內心情緒,而開發出稱為腦波光球的裝置。這個裝置以不同顏色的LED表示該位使用者的情緒反應。
光有好的硬體與感測技術還不夠,若要普及尚需要有好的開發工具,特別是軟體開發工具SDK以及,進行數據分析的演算法。而神念科技也提供豐富的開發工具與SDK。甚至為了讓這個革命性突破的產品可以迅速普及,神念科技採取類似Android的Open alliance策略,積極引入各類硬體開發商的加入,依據媒體報導已經有超過7千家的廠商加入,這其中包括台灣宏碁集團與聯電集團的創辦人。
由於此一腦波偵測技術的突破性發展,因此獲得眾多媒體與機構的肯定,例如NASDAQ網站在2010年」選出神念科技為Apple的十大競爭對手;同年時代雜誌選出以腦波偵測晶片為核心的「Necomimi貓的秘密」擴增器官玩具,為2010年度50大最佳發明。甚至美國的奧運代表隊,也使用這個技術來訓練運動員的專注能力,使得運動員的大腦可以達到最佳狀態。倫敦奧運上,過去在十強之外的美國國家射箭隊,訓練期間靠著神念科技的。在數位內容方面,也有電影製作公司在所發行的電影中,嘗試提供數種可能的結局,讓觀眾根據自己的意念來決定要以哪一個結局收場。而這個意念的來源就是神念科技的腦波裝置。
煞車系統是車輛行進間最重要的安全裝置,也是主動避免碰撞的最重要致動裝置。很多車禍是來自於駕駛因為打瞌睡或是分心,而沒有注意到前方或是周遭的狀況而發生的。目前」有一些車商已經開發出可以減少因為這個疏失而造成意外的主動式設備,這項設備可以在車輛接近異物,而且駕駛沒有任何反應時主動煞車。人由感知到異常到踩下煞車之間的反應時間,雖然可能只是一瞬間,但是可能可以避免悲劇的發生。德國Institute of Physics和柏林工業大學(Technical University of Berlin)認為意念剎車或許可以更有效,因為意念早於剎車動作。因此在實驗室中採用電腦模擬真實情境,並藉由腦波圖(electroencephalography;EEG)和肌電圖(electromyography;EMG),取得大腦信號以進行相關的研究。他們在共同發表的研究結果顯示,腦波剎車比腳踩剎車的停車速度快130ms,也提出將腦波變化用於汽車剎車的控制系統。這個研究成果比較大的爭議是意念是在實驗室中取得,在真實開車的環境中,可能會有很多的變數與干擾,因此該如何在實際道路駕駛中測得駕駛人的大腦信號是一個相當大的挑戰。這個問題或許利用神腦科技的腦波偵測技術就可以克服。


參考資料

  1. 趙荻瑗,心靈科技啟動未來:腦波先生楊士玉,數位時代,202,2012-10-30
  2. 趙荻瑗(2012),心靈科技啟動未來:腦波先生楊士玉,數位時代,2012/11,202期
  3. 王岫晨,讓車輛「讀心」腦波剎車讓車想停就停,CTIMES, 2011/8/9,http://hope.com.tw/DispNews-tw.asp?O=HJV89AMY9LYSAV0ME2&F=紐約
  4. IOP, Put the brakes on using your brain power, 7/29/2011, http://www.iop.org/news/11/july/page_51603.html
  5. Haufe, S., Treder, M., Gugler, M., Sagebaum, M., Curio, G. & Blankertz, B., EEG potentials predict upcoming emergency brakings during simulated driving, Journal of Neural Engineering, 8(5), 2011/5, 1-11, http://iopscience.iop.org/1741-2552/8/5/056001/pdf/1741-2552_8_5_056001.pdf



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