基于脑电波人机交互的研究

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基于脑源信号的人机交互系统

基于脑源信号的人机交互系统

基于脑源信号的人机交互系统随着科技的发展,人机交互已经成为了我们日常生活中不可缺少的一部分。

而新的基于脑源信号的人机交互系统则是近年来备受关注的一个领域。

基于脑源信号的人机交互系统可以帮助人们更加便捷地使用电脑、手机等设备,同时也为残障人士提供了更多的使用机会。

本文将对基于脑源信号的人机交互系统进行探讨,包括其原理、应用和未来发展等方面。

一、基于脑源信号的人机交互系统的原理所谓基于脑源信号的人机交互系统,其原理是通过测量人脑的脑电波(EEG)来实现人机交互。

EEG信号会在人脑产生不同的频率,而这些频率是对不同状态的反应。

例如,Alpha波在人处于放松状态时会增加,而Beta波在人思考或紧张时会增加。

基于脑源信号的人机交互系统通过测量这些频率,将其转换为相应的信号,进而编程控制设备。

二、基于脑源信号的人机交互系统的应用基于脑源信号的人机交互系统具有广泛的应用,以下列举几个具体的应用场景:1. 残障人士辅助:基于脑源信号的人机交互系统可以为残障人士提供更多的使用机会,例如永久性眼部控制障碍(PMD)患者使用EEG技术可以操作电脑,完成简单任务。

2. 游戏:基于脑源信号的人机交互系统可以嵌入到游戏中,例如个人头戴显示器和脑电头盔,玩家可以通过仅仅使用脑波控制游戏中的对象。

3. 诊断:基于脑源信号的人机交互系统可以用于诊断及评估疾病状态,例如重度脑损伤患者的恢复进程。

系统可以识别脑波信号的方式,识别从未知诱发事件中获取的信号模式,支持医学家诊断病情。

三、基于脑源信号的人机交互系统的未来发展基于脑源信号的人机交互系统在未来的发展中有着广泛的应用前景和发展方向。

以下列举几个未来方向:1. 应用拓展:可能会涉及到更广泛领域的应用,例如智能家居系统、医疗器械等。

2. 精度提高:随着技术迅速发展,人们期望基于脑源信号的人机交互系统可以更准确地识别和记录脑波数据。

3. 机器学习算法:机器学习算法可以处理和分析复杂穿越数字分析的模式发现,并将计算结果反馈回将来的交互。

基于脑电信号的人机交互研究

基于脑电信号的人机交互研究

基于脑电信号的人机交互研究随着人工智能技术的不断发展,人机交互越来越成为了一个重要的领域。

而基于脑电信号的人机交互则是其中的一种最具想象力的方法。

本文将对基于脑电信号的人机交互进行探讨。

一、脑电信号脑电信号是指在大脑皮层表面产生的电信号,可以通过头皮上的电极被测量到。

这种信号是一种非常细微的电信号,通常在微伏级别。

由于脑电信号是大脑神经活动产生的结果,所以它可以反映出大脑的功能状态。

脑电信号不仅可以用于神经科学研究,还可以用于人机交互领域。

脑电信号可以被用来控制外部设备,例如计算机、移动设备和机器人等。

利用脑电信号进行人机交互已经成为了一个独立的研究领域。

二、基于脑电信号的人机交互基于脑电信号的人机交互是指通过测量脑电信号来控制与计算机或其他设备之间的交互。

根据脑电信号的特点,这种交互方式可以被分为两种类型:基于注意力识别的交互和基于意图识别的交互。

1. 基于注意力识别的交互基于注意力识别的交互通过测量大脑皮层上特定区域的脑电信号来判断用户的注意力水平。

这种交互方式可以用于控制外部设备的操作。

例如,在通过计算机进行视觉搜索任务时,可以通过脑电信号的变化来识别用户是否正在注意到特定的物体,从而提高搜索精度。

另外,在虚拟现实环境中,基于注意力识别的交互也可以被用来控制虚拟环境中的物体。

例如,在一个虚拟房间中,用户可以通过注视一个物体来控制它的移动。

这种交互方式可以使虚拟环境更加真实和身临其境。

2. 基于意图识别的交互基于意图识别的交互是指通过测量大脑皮层上特定区域的脑电信号来判断用户的意图,并将其转化为相应的操作。

这种交互方式可以被用来控制外部设备,例如车辆、机器人和机械臂等。

例如,在机器人控制中,可以通过脑电信号的变化来识别用户是否想要让机器人执行某个任务,例如移动、停止或抓取某个物体。

这种交互方式可以为用户提供更加直观、快捷和自然的机器人操作体验。

三、基于脑电信号的人机交互的应用基于脑电信号的人机交互已经被广泛应用于虚拟现实、游戏、物联网、辅助技术和医疗领域等多个领域。

基于脑电信号识别的人机交互系统设计与实现

基于脑电信号识别的人机交互系统设计与实现

基于脑电信号识别的人机交互系统设计与实现人机交互是计算机科学领域中研究人与计算机之间交互的一门学科,总体目标是设计出智能化、自然化、感知化的交互体验,使人类与计算机的交互更加便捷和高效。

在过去的几十年中,随着技术的发展,人机交互的方式也在不断演变,从最早的命令行界面到如今的图形用户界面、语音识别、手势控制等。

然而,传统的人机交互方式仍然存在一些局限性,如语音交互需要有一定的环境噪声干扰,手势交互需要有特定的装置支持等。

近年来,随着脑机接口技术的发展,基于脑电信号识别的人机交互系统逐渐成为研究热点。

脑电信号是人脑产生的微弱电流在头皮上的分布电势,通过采集和分析脑电信号,可以获取到人脑的活动信息。

脑电信号识别技术则是基于这些脑电信号,通过信号处理与模式识别方法,将脑电信号转换为计算机可理解的指令,从而实现与计算机的交互。

在设计与实现基于脑电信号识别的人机交互系统时,需要经过以下几个步骤:1. 脑电信号采集:首先需要选择适当的脑电信号采集设备,如脑电帽、脑电电极等。

通过将采集设备放置在头皮上,可以采集到脑电信号的原始数据。

2. 数据预处理:由于脑电信号受到肌肉运动、环境噪声等干扰,需要对采集到的脑电信号进行预处理。

常用的预处理方法包括滤波、去噪等,旨在增强脑电信号的特征。

3. 特征提取:在预处理过程之后,需要从脑电信号中提取出能够代表脑活动特征的信息。

常用的特征提取方法包括时域分析、频域分析、小波分析等。

4. 模式识别:在获得了代表脑活动特征的信息之后,需要将这些信息与预先定义好的模式进行比对,从而实现对脑电信号的识别。

常用的模式识别方法包括支持向量机、神经网络、深度学习等。

5. 指令生成:在识别出脑电信号之后,需要将其转化为计算机可理解的指令。

根据具体的人机交互需求,可以定义不同的指令,如控制鼠标移动、点击、键盘输入等。

6. 人机交互系统实现:最后,将前面所述的步骤整合起来,开发出基于脑电信号识别的人机交互系统。

基于脑电波的人机交互研究

基于脑电波的人机交互研究

基于脑电波的人机交互研究基于脑电波的人机交互研究是一门将脑电信号与计算机技术相结合的交叉学科,旨在实现人脑与计算机之间更直接、更高效的交互方式。

该领域的研究主要涉及脑机接口技术、脑机控制技术以及人脑认知过程的理解与应用等方面。

本文将重点介绍脑电波的相关概念、人机交互的现状及未来发展方向。

脑电波是人脑神经元活动所产生的微弱电流在头皮表面上的电信号,通常通过脑电图(Electroencephalogram, EEG)进行记录和测量。

脑电波信号具有高时间分辨率和较低的空间分辨率,可以提供有关大脑活动的宝贵信息。

在人机交互研究中,脑电波信号可以被用作一种输入信号,实现人脑与计算机之间的交互。

通过分析脑电波信号,可以识别出特定的脑电波模式,并将其与特定的任务或命令进行关联,实现人脑对计算机的控制。

目前,脑电波在人机交互领域已经有了一些应用研究。

其中最常见的是脑机接口技术,该技术通过捕捉和解析脑电波信号,将其转化为相应的计算机指令,实现对计算机的控制。

脑机接口技术在医疗和康复领域有着广泛的应用前景,可以帮助患有运动障碍的人群通过脑电波信号进行运动恢复训练。

此外,脑机接口技术还可以应用于虚拟现实和增强现实等领域,为用户提供更沉浸式的交互体验。

除了脑机接口技术,脑电波还可以用于人脑认知过程的理解与应用。

通过对脑电波信号进行分析和解读,可以揭示人类的认知和情绪状态。

这对于改进用户体验和人机交互设计非常重要。

例如,基于脑电波的情绪识别可以帮助计算机识别用户的情绪状态,并根据用户的情绪作出相应的反应。

这可以在娱乐、教育和医疗保健等领域中发挥重要作用。

尽管目前脑电波的人机交互研究已取得了一些进展,但仍然存在一些困难和挑战。

首先,脑电波信号的质量会受到多种因素的干扰,如肌电信号、眼电信号和外界噪声等。

这就需要研究者提出更有效的信号处理和滤波算法,以提高脑电波信号的质量。

其次,由于脑电波信号的时间分辨率有限,无法提供详细的空间位置信息,因此需要结合其他脑成像技术,如功能磁共振成像(fMRI)和磁脑图(MEG),以获得更全面的大脑活动信息。

基于脑电波人机交互的研究

基于脑电波人机交互的研究

基于脑电波人机交互的研究人类一直以来就对能够通过思维与机器进行交互的技术感兴趣。

脑电波人机交互就是一种潜在的技术,它允许人们通过仅通过思维与计算机进行沟通和控制。

这种交互方式可以帮助那些行动受限、视觉受限或语言受限的人们实现与外界的无缝连接。

本文将探讨脑电波人机交互的背景、应用领域和进展情况。

脑电波人机交互的背景始于20世纪80年代,当时科学家开始研究人脑的电活动。

通过使用电极将电信号从大脑电位上记录下来,人们能够获取到大脑不同区域的活动图谱。

这些图谱可以用来解读人的注意力、思维和情绪状态,并为人机交互提供信息。

脑电波人机交互可以应用于多个领域。

例如,在医疗领域,它可以用于帮助康复患者恢复活动能力。

研究人员已经研发出了一些脑机接口系统,使那些因脊髓损伤、中风或运动神经元疾病而导致肢体行动障碍的患者能够通过思考实现遥控操作,如机器人的移动、假肢的运动等。

此外,脑电波人机交互还可以用于辅助医生进行疾病诊断和手术操作。

脑电波人机交互在虚拟现实和游戏领域也有重要应用。

通过监测用户的脑电波活动,游戏系统可以感应到玩家的注意力、兴奋程度和专注度,并相应地调整游戏内容和难度。

此外,脑电波人机交互还可以用于模拟现实体验。

例如,通过读取用户的意图和情绪状态,智能家居系统可以自动调整灯光、温度和音乐等环境因素,以让用户感受到更加身临其境的体验。

在脑电波人机交互研究的进展方面,科学家和工程师们已经取得了一些重要突破。

首先,在脑电波信号处理方面,研究人员正在开发新的算法和技术,以提高脑电波信号的准确性和可靠性。

其次,在人机接口硬件方面,研究人员不断努力改进脑电波信号采集设备,使其更加轻便、舒适和精确。

此外,研究人员还在探索如何减少干扰,提高脑电波信号的噪声抑制能力,以提高人机交互的效果和准确性。

然而,在实际应用方面,脑电波人机交互还面临一些挑战和限制。

首先,当前的脑电波人机接口系统的性能和准确性还有待提高。

其次,脑电波信号的采集需要受训者专注和不动,这对一些特殊群体来说可能是困难的。

基于脑电波的人机交互系统的设计与开发

基于脑电波的人机交互系统的设计与开发

基于脑电波的人机交互系统的设计与开发随着技术的发展和创新,人机交互系统的形式和方法也在快速地发展。

传统的人机交互系统以鼠标、键盘为主要的交互方式,但是这种交互方式存在着操作复杂、反应慢和容易疲劳等缺点。

近年来,基于脑电波的人机交互系统正在逐渐成为研究的热点。

那么,基于脑电波的人机交互系统是如何设计和开发的呢?本文将从以下角度进行分析。

一、脑电波简介脑电波是指大脑皮层中产生的电位变化,体现了大脑神经活动的不同状态。

通常情况下,我们可以通过测量和分析脑电波来得知大脑的活动情况,从而实现基于脑电波的人机交互。

二、脑电波的采集与处理脑电波的采集需要使用专业的设备,例如脑电采集器等。

采集器接收大脑发出的电波信号,然后将信号传输到计算机中进行分析和处理。

在处理脑电波信号时,需要进行滤波、放大、放大和去噪等一系列处理过程,以获得有效的信号数据。

三、基于脑电波的人机交互的应用基于脑电波的人机交互系统主要应用于游戏、心理学、医疗等领域。

在游戏领域,传统的游戏操作方式容易让玩家感到疲劳,而基于脑电波的人机交互能够实现无需手动操作,仅凭思维控制游戏,让用户获得更好的游戏体验。

在心理学领域,通过对脑电波的测量和分析,可以研究人的认知、情绪和心理状态等方面,从而帮助人们更好地理解自己。

在医疗领域,基于脑电波的人机交互系统可以用于治疗某些疾病,例如注意力缺陷障碍和抑郁症等。

四、基于脑电波的人机交互系统的设计与开发基于脑电波的人机交互系统的设计和开发需要多个学科的综合应用。

首先,需要具有深入的心理学和神经生物学知识,了解人类思维和大脑活动的基本规律。

其次,需要具备专业的工程技术知识,能够实现脑电波信号的采集和处理。

最后,需要具有计算机科学和软件工程的知识,能够快速开发适用于不同领域的基于脑电波的人机交互系统。

总结一下,基于脑电波的人机交互系统是一种新型的交互方式,其应用领域广泛,并且在未来还有着很大的发展前景。

未来,我们相信,基于脑电波的交互方式将会成为人类与计算机之间最常见的交互方式。

基于脑电信号的人机交互技术研究与应用

基于脑电信号的人机交互技术研究与应用

基于脑电信号的人机交互技术研究与应用人机交互是计算机科学与心理学交叉领域的一个重要研究方向。

随着科技的发展和人类对于跨越人机壁垒的需求日益增长,各种新的交互方式不断涌现。

其中,基于脑电信号的人机交互技术备受关注。

本文将对这一技术的原理、发展历程、应用现状以及未来发展进行简要阐述。

一、技术原理基于脑电信号的人机交互技术,也称为脑机接口(brain-computer interface,BCI),是通过记录和解读人类大脑的电信号,实现人机之间的直接无线交流。

该技术基本原理是将大脑神经元的电活动转换成计算机能够理解的指令,实现了人类大脑与计算机之间的闭环交互。

根据脑电记录设备的不同,脑电信号可分为非侵入式、侵入式和部分侵入式三种。

非侵入式脑电信号采集主要利用电极、皮肤贴片、头带等设备,将电极贴于头皮表面,通过记录头皮上的电位变化来获取人脑皮层的电信号。

这种方法不会破坏人脑的结构和功能,使用方便,但是对于噪声和复杂背景会有一定影响。

侵入式脑电信号采集则需要经过手术将电极植入到脑内。

由于可以直接记录到神经元的电活动,因此具有更高的信号质量和精度。

但是手术需要侵入脑内,对患者和研究人员都有较高的风险和技术难度。

部分侵入式方法则是利用脑机接口芯片的技术,将微小电极植入到人脑皮层,通过读取微小电极的电位变化来记录电信号。

二、技术发展历程脑机接口技术最早由美国加利福尼亚大学伯克利分校研究人员于1970年代提出。

但是,由于当时的技术水平难以满足实际需求,该技术一直未能得到应用。

随着计算机和神经科学的发展,脑机接口技术逐渐成熟,吸引大量研究人员投入到该领域。

2006年,美国达特茅斯大学的Hanspeter Pfister 教授利用脑电信号驱动机器人走迷宫,引起了轰动。

此后,脑机接口技术得到了飞速发展,应用领域涉及医疗康复、人工智能、虚拟现实等多个领域。

三、技术应用医疗康复方面,脑机接口实现了神经康复的突破。

例如,让由于中风而完全瘫痪的患者,通过脑机接口驱动机械臂去完成手部动作;或是让电脑受损患者甚至昏迷患者,缩小跟计算机交流的隔阂。

基于脑电信号的人机交互及智能控制技术研究

基于脑电信号的人机交互及智能控制技术研究

基于脑电信号的人机交互及智能控制技术研究随着科学技术的不断进步,人机交互技术也得到了长足的发展,其中基于脑电信号的人机交互及智能控制技术更是引起了广泛关注。

这种技术通过获取人的脑电信号,从中提取出相关信息,再通过信号处理和分析,实现人机交互操作和智能控制。

下文将从技术原理、应用领域和未来发展趋势三方面进行探讨。

一、技术原理基于脑电信号的人机交互及智能控制技术的核心是人脑和计算机之间的信息沟通。

通过脑电信号采集设备获取人的脑电信号并放大、滤波、去噪,将原始数据转化为有用的信息。

在这个过程中,脑电信号的波形特征、频谱分布、时间和空间特征等都是非常重要的数据,需要进行系统有效地处理和分析。

对于采集到的脑电信号,处理方法主要包括特征提取、特征选择、信号分类和决策。

特征提取会将原始数据转化为更加有意义的信息,比如谱功率密度、时域平均、交叉相关等等。

特征选择则是将提取得到的特征进行筛选和加权,选择出最为有效的特征。

信号分类是指将信号划分为不同的类别,比如正常/异常、专注/分心等等。

决策则是根据信号分类结果进行分析和判断,最终生成可控制的操作信号。

二、应用领域基于脑电信号的人机交互及智能控制技术具有非常广泛的应用领域,比如医疗、智能家居、游戏、交通等等。

以下为几个具体案例:1. 医疗领域。

该技术可以用于脑机接口,为残疾人提供康复训练和辅助功能,比如智能义肢、语音助听器等等。

同时,基于脑电信号的大数据分析也可以用于帕金森病、阿尔茨海默症等疾病的早期诊断和脑功能研究。

2. 智能家居领域。

该技术可以用于智能家居的控制和管理,比如通过脑电信号实现智能灯光、家庭影院、空调等设备的控制。

同时,也可以用于智能安防领域,比如通过脑机接口实现家庭门锁或者监控的控制。

3. 游戏领域。

该技术可以用于游戏的控制和互动,比如通过人的专注度和放松度来控制游戏角色的行动和决策。

这种方式可以让游戏更加具有挑战性和刺激性,也可以从游戏中获取更多的乐趣和体验。

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2014-2015学年第一学期《人机交互的软件工程方法》课程大作业学生姓名张坤学号5011212408所属学院信息工程学院班级计算机16-4班授课教师劳东青塔里木大学教务处制浅谈基于脑电波的交互技术摘要人机交互是指人和机器设备之间进行的信息传递与交流活动,人机交互领域的主要研究工作为如何使得人和机器设备之间具备方便快捷的交流方式。

随着现代科技的发展,人机交互技术的研究越来越受到人们的重视。

许多新型的设计思想不断地被提出和实现,其中,不依赖人体四肢等常规方式对外界设备进行控制的脑机接口技术对未来社会生活和生产活动具有重要的研究意义,相关应用前景十分广阔。

本文设计并实现了基于脑电α波节律阻断现象控制外部设备的人机交互控制系统。

关键词:人机交互;脑机接口;α波目录绪论 (1)1、神奇的电信号——脑电波 (1)1.1脑电波的作用 (1)1.2实例举例 (2)1.3人机交互接口 (3)1.4人机交互的成果 (3)1.5内容概述 (5)2、基于脑电a波的HCI系统 (7)2.1脑电a波的概述及其在HCI系统中的应用 (7)2.1.1 α波信号 (8)2.1.2 α波信号的应用 (9)2.2系统的框架和原理 (9)3、脑电α波的提取 (10)3.1硬件系统的设计 (11)3.3输入端电极 (12)3.4α脑电波提取实例 (14)3.4.1α波提取 (14)3.4.2α波去噪 (16)4、人机交互脑电波的未来 (17)参考文献 (18)绪论随着科技的不断进步,人们日常生活和生产活动越来越依赖各种先进复杂的机器设备。

如何高效便捷地使用各种机器设备对于提高生产力显得尤为重要。

其中,人机交互技术作为一种新型的设备控制技术在己经越来越得到广泛运用。

从普通的个人计算机到大型机器设备,人机交互技术使得机器设备的使用效率得到提高。

同时,人对设备的操作能力也在得到不断的扩展,很多人体行为特征可以通过人机交互技术扩展为信息输出通道,给用户带来极大的便利,人机交互技术的发展极大地提高了和改变了社会生产方式。

1、神奇的电信号——脑电波自古以来,人类梦寐以求洞察自身机能,自主调节机体内部功能。

人类发现,要通过人体自身的心理活动控制相关的生理过程,必须能取得体内机能活动的准确信息,而且要有具备改变有关信息的心理指导。

有四种脑电波,四种基本脑波是:δ波(DELTA/δ wave),θ波(THETA/θ wave),α波(ALPHA/α wave)和β波(BETA/β wave)。

这四种脑波构成脑电图(EEG)。

脑电图是脑内电波的显示,但脑内电波的电压很小,只有百万分之几伏特。

阿尔法脑波的振荡平均为10次/秒。

在脑波中阿尔法脑波是第一个被发现的。

1908年奥地利医学家汉斯·伯格博士第一个提出发现,并称之为阿尔法波(ALPHA),因为在希腊字母的排序中ALPHA排在第一个,与英文字母A相同。

近百年来,无数的科学家花费了大量的时间用于研究阿尔法脑波,因此关于阿尔法脑波的基础研究的知识和结论积累丰富。

1.1脑电波的作用通过生物反馈可以实现机体自我认识与自主调整,把控制焦点从依赖外界环境转移到内部自觉掌握。

可成功地对体内某一系统、器官、神经组织,甚至单个细胞实现自主控制,以充分开发身体,高效运行体内机能。

当代三分之二以上的人类疾病均可归根到生活过度紧张,思想忧虑引起。

用生物反馈技术训练松驰身心,调节神经系统,解忧消愁,可以防治许多疾病,提高自身的免疫功能。

神经心理学研究证实,人体脑电波中8~12赫频率的α波段是成年人在安静、觉醒状态下的主要活动节奏。

在那些正以某种方式入静的放松者中间,脑波α成分有序化逐渐增强,而忧虑者则很少出现α波,代之以频率较高的β成分。

脑电α波生物反馈,就是用电子仪器处理脑电波中的α频谱,使受试者感受自身的α信息,学习有意识地运用心理过程来触发某种生理机制,强化α波段成分。

脑波处于α段时,人体进入‘放松性警觉’状态。

主观感觉舒适、放松和注意力集中,身心沉浸在伸展想像力翅膀飞翔的幻想、沉思气氛之中。

可以取得非凡的记忆力,高度专注和不同寻常的创造力。

尤其高振幅的α波在沉思中能导致高效学习成果,是创意思维活动从酝酿到领悟的过渡过程,由此引导脑波频率进入低于α波段的θ状态,使思想处于非常开放,自由流通的创造境界。

我个人认为,研制小型、简便的电子仪器探索脑电生物反馈领域,对神经生理学术研究与开发人体潜能的实践均有深远意义。

目前新兴科技发展的如日中天,研制小型袖珍机器,进行批量生产,以降低成本,争取普及和推广脑电生物反馈技术。

1.2实例举例我们举例来描述现代人的生活。

一个人在早晨还在深睡时(德尔他脑波状态)突然被闹钟叫醒,时间来不及了,马上行动(倍他脑波状态),紧张,焦虑和匆忙的一天开始了!喝一杯咖啡使自己保持清醒(倍他脑波状态),咖啡因可以抑制塞他脑波和阿尔法脑波,并提高倍他脑波。

一整天在紧张,压力或焦虑下工作(大脑中倍他,倍他,还是倍他脑波)一直到晚上精疲力竭时,一头扎到床上开始大睡(直接进入德尔塔脑波状态)。

一天当中连放松和感到困倦的时间都没有(没有时间进入阿尔法脑波和塞他脑波状态)。

现代生活中太多的人这样驾驶自己的大脑,突然而有力地从一档直接进入四档,并从四档直接回到一档。

阿尔法脑波的存在的合理性,是我们人类大脑先天所具有的,是大脑的基本状态之一。

但现代生活的紧张使太多人忘记了使自己的大脑处于阿尔法脑波状态,从而许多人成为紧张,焦虑所导致的疾病的牺牲品。

紧张和焦虑降低人体的免疫力。

而大脑有相对较多的阿尔法脑波的人,有相对教少的焦虑和紧张,因此免疫能力也相对较高。

这当然对每一个人都有益处。

α波又分为三种:慢速α波 8-9赫兹临睡前头脑茫茫然的状态。

意识逐渐走向模糊。

中间α波 9-12赫兹灵感、直觉或点子发挥威力的状态,身心轻松而注意力集中。

快速α波 12-14赫兹高度警觉,无暇他顾的状态。

如果您想减少紧张感,压力和焦虑,您应该在适当的时候提高大脑中的阿尔法脑波,这样也可以提高您的免疫能力。

如果您想提高大脑工作效率,做有创造力的人,您应该学会如何提高大脑的阿尔法脑波。

如果您想在众人面前使自己表现出色,无论是运动表现还是其他方面的表现,您更应该借助阿尔法脑波的帮助。

1.3人机交互接口人机交互(Human-Computer Interaction, HCI ):是研究关于设计、评价和实现供人们使用的交互计算系统以及有关这些现象进行研究的科学川。

我们所接触到的人机交互是指人和计算机机器设备之间进行的信息交流,并且尽可能地具备多种方便快捷的交流方式。

和我们日常生活关系最密切的就是计算机操作系统的人机交互功能,其设备包括键盘、鼠标、显示器、麦克风等,还包括计算机的模式识别软件。

例如,我们通过键盘、鼠标可以很方便地对计算机进行输入、点击等控制,通过计算机显示器的图像图形界面可以清楚地得到计算机中的信息,这样,人和计算机之间就形成了一种很实用的人机交互。

而在早期的计算机操作环境下,计算机无图形界面,也无鼠标,人和计算机之间的交流显得很麻烦[1]。

人机接口技术(Human-Computer Interaction Techniques)是指通过计算机输入、输出设备,以有效的方式实现人与计算机对话的技术。

人机接口技术在计算机系统发展中得到广泛的应用。

例如,由鼠标、USB驱动、操作系统中相应的模式识别软件构成的人体输入学设备使得人对计算机的操作变得十分快捷简便,这是一套典型的人机交互技术设备。

麦克风、计算机声卡、声卡驱动程序、操作系统中的音频处理软件构成的音频输入设备可以方便地将语音信号输入计算机中[2],并随着相关研究领域的发展,语音识别和语音合成技术使得人和计算机通过语音进行交流逐渐成为现实。

人机接口技术是一套整体的系统,它涉及多个学科领域,通常要依靠多种软硬件系统的相互配合才能实现。

1.4人机交互的成果(1)浏览器一些展厅经常提供触屏展示设备给参观者了解展览信息,但是如果遇到残障人士或者连手指都懒得动一下的高贵客人,BCI就发挥了用处。

这些脑控浏览器不需要太复杂的交互,主要就是点击、前进、后退、滚动等操作。

这些操作可以用不同的意识行为来控制。

(2)轮椅控制现有的轮椅需要别人来帮忙推,这需要有陪护时刻在身后;或者自己用双手滚动轮子,这对于老年人和手部受伤、残障的人士来说太困难。

但是轮椅的控制在逻辑上是很简单的,只需要前进、后退、左转、右转这样几个操作就可以了,通过一定的训练,完全可以让病患完全用意识来控制轮椅的操作。

(3)假肢缺失的肢体是有神经系统控制的,而神经系统原本就是由大脑的一部分的延伸。

如果假肢能够利用电子线路代替损坏的神经线路与大脑重新建立关联,那么假肢就不再是塑料或木头,而是可以控制的手指。

即便要完成每个手指的精确移动这个任务难度太大,光是可以控制腿型假肢的移动就已经能够给无数残障人士带来很大的方便。

美国的Zac Vawter是一名软件工程师,在一次车祸中丧失右腿。

而他所使用的假肢,是通过检查腿部肌肉的神经来判断。

这些信号通过假肢里的处理器计算之后,判断出使用者的意图。

而他在2012年使用假肢爬上了芝加哥一座2100多级台阶的北美第一高楼——威利斯大厦Willis Tower。

这个活动极大的宣传了脑控假肢的应用前景。

(4)猫耳朵这是个很萌的应用。

日本一家公司开发了一个探测脑电波的头饰。

当你开心的时候,你头箍上的猫耳朵就会立起来;当你难过的时候,猫耳朵就会垂下。

想象下你的女朋友戴着猫耳朵和你约会的时候,她的喜怒哀乐都可以由猫耳朵看出来,那就不需要费很大心思去揣测女朋友的心情了。

对于不善于揣测女朋友心思的理工男来说,这个能很有效地避免两人的矛盾。

不过话说回来,这样的理工男有女朋友?(5)读心术虽然我们前面讲了BCI是没法实现读心术的,但是总有人想要做出不可思议的事情。

2008年日本ATR 计算神经科学实验室利用fMRI的技术分析大脑活动,成功显示出来一些分辨率10*10的图像。

原理大致是由视神经激活大脑不同位置,fMRI读取之后,找到图像和大脑位置间的规律。

这个训练过程就得到了图像和大脑活动之间的模式关系。

在测试新的图片时,就可以读取激活的大脑位置,利用已经知道的模式来推算大概看到了什么。

(6)意念控制看过电影《阿凡达》的人一定不会忘记影片中这样一个桥段:在潘多拉星上,下身瘫痪的的前海军战士杰克·萨利躺在密封舱中,通过头上戴着的复杂设备,利用意念操控人造的混血阿凡达。

当然,潘多拉星和阿凡达只是导演卡梅隆的虚构,利用意念操控阿凡达自然也不可能发生。

但是你或许不知道,利用“意念”操控物体已经不再是人类的空想。

Emotiv Epoc意念控制器是美国加州旧金山的神经科技公司「Emotiv Systems」继英国埃塞克斯大学的科学家研发出附有电极的特殊帽子,以思想操控电脑之后,推出的「神经头盔」(neuroheadset),让使用者戴上之后,只需起心动念便可以操控眼前的电脑,透过意志和情感控制电玩游戏角色动作。

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