脑波控制 BrainCo智能轮椅

强脑科技的这项专利则正式实现了利用脑波来控制轮椅的目的,这对于很多本身就依赖于轮椅的用户带来了更大的便利。

文|嘉德IPR

校对|holly

图源|网络

【嘉德点评】强脑科技的这项专利则正式实现了利用脑波来控制轮椅的目的,这对于很多本身就依赖于轮椅的用户带来了更大的便利。

集微网消息,脑波是生命活动的基本特征之一,人类在进行思维活动时在大脑产生的生物电信号就是脑波,主要是由皮层内大量神经元突触后电位同步总和所形成的,是许多神经元共同活动的结果。我们的大脑无时无刻不在产生脑波。大脑的可塑性就是神经之间可以产生新的连接,丢掉旧的连接。

简单来讲,人们之所以可以把事物联系起来,是因为当神经同时活动时,它们就会联系在一起,反之亦然。当人根据设备要求产生特定的脑波时,就会不自觉的强化有益的大脑状态相关的神经群之间的联系。然而现有的用于脑波诱发的视觉刺激器大都采用黑白闪烁板块诱发,诱发频段单一,而且黑白闪烁板块中黑块和白块的闪烁时长相等,不仅容易引起使用者的视觉疲劳,长时间使用还会造成使用者视力损伤,降低了脑波诱发的灵敏性。

随着脑波技术的兴起,脑波采集技术也得到飞速发展。通过放置在头部的传感器来测量脑波信号,并根据脑波信号对外部设备进行控制。通过脑波信号来控制设备一直是人们追求的目标。目前,在轮椅领域中能够智能行走并上下楼梯的的轮椅通过设置在轮椅上的按键控制,只能用于方便腿脚不便的残疾人。但是不适用于手部也不灵活的残疾人。

BrainCo在19年2月20日申请了一项名为“基于眼镜和脑波控制的智能轮椅”的发明专利(申请号:201910126944.6),申请人为浙江强脑科技有限公司。

根据目前公开的专利资料,让我们一起来看看这项基于脑波控制的智能轮椅吧。

如上图为基于眼镜和脑波控制的智能轮椅的整体示意图,包括轮椅本体100、设置于轮椅本体上的动力机构150、脑波控制机构200和处理器,处理器包括判断模块和确认模块。

动力机构用于控制轮椅本体的行走、转向、急停等机构;脑波控制机构包括脑波采集器和设置于脑波采集器上的虚拟控制眼镜,虚拟控制眼镜包括具有多个以不同频率闪烁的功能选择区域的电子显示屏和用于确认眼睛注视方向的红外拍摄装置。

判断模块能够获取红外拍摄装置的图像信息以确认用户注视的功能选择区域,确认模块能够获取脑波采集器收集到的脑波信号并基于脑波信号中的事件相关电位成分信号计算出脑波频率,将计算出的脑波频率与判断模块确认的功能选择区域的频率进行比对以指示动力机构。

可以从图中看到智能轮椅的整体结构设计还是非常紧凑的,且有较好的质感以及使用的功能设计。接下来再来了解一下该智能轮椅的智能之处吧。

如上图为基于眼镜和脑波控制的智能轮椅的功能示意图,脑波采集器是通过测量安装于用户的头部的电极中的点位变化来检测脑波信号。例如脑波采集器为头戴式,在安装于用户的头部时,以其头部的规定位置相接触的方式将电极配置在脑波采集器中,电机的配置有Pz(头顶正中)、A1(耳朵)及用户的鼻根部。

虚拟控制眼镜则通过角膜反射法来测量眼球的运动,如上图所示,由于虚拟控制眼镜包括具有多个以不同频率闪烁的功能选择区域的电子显示屏和用于确认眼睛注视方向的红外拍摄装置,红外拍摄装置包括用于对眼球照射的近红外点光源、照相机以及判断模块,判断模块收集拍摄到的眼球的影像识别瞳孔及角膜表面,再检测光源在瞳孔及角膜表面的反射像的位置,通过预先存储的有表示反射像位置和眼球的旋转角度的关系的信息确定用户注视的功能选择区域。

判断模块包括计时模块,计时模块用于计算用户注视功能选择区域是否达到预设的时间阈值。人类进行识别时的注视运动所需的时间大约为200至400毫秒,因此,可以将时间阈值设为400毫秒。在用户达到时间阈值的情况下,判断模块计算并确定用户注视的功能选择区域,从而可以达到通过眼睛和脑波控制智能轮椅的效果。

以上就是BrainCo带来的智能轮椅技术,以往的智能轮椅顶多是整合多个机械电动开关的轮椅,无法坐到正真的智能。而强脑科技的这项专利则正式实现了利用脑波来控制轮椅的目的,这对于很多本身就依赖于轮椅的用户带来了更大的便利,目前这样的产品还没有融入我们的生活,期待这样的产品能够早日实现量产,造福于人类。

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