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2024-04-15
2024-04-15
随着科技的飞速发展，人类对于解决各种健康问题的追求也愈发深入。在这个不断追求舒适和便利的时代，晕车一直是一种困扰着许多人的常见问题。每当乘坐汽车、火车或是船只时，晕车会让人感到头晕目眩、恶心不适，甚至严重影响生活质量。
琶洲实验室脑机智能研究中心、华南理工大学，以及华南脑控（广东）智能科技有限公司，近日联合研发了一项突破性的技术：脑机接口正念冥想系统。该系统融合了最新的脑机接口技术，旨在协助提升冥想实践的深度与效果，同时探索解决晕车问题的新途径。
这一创新产品的研发背后是多方专业团队的协同努力，包括琶洲实验室脑机智能研究中心、华南理工大学和华南脑控（广东）智能科技有限公司。通过脑机接口技术，该系统能够实时监测用户的脑电信号，并根据个体的大脑活动模式，提供个性化的正念冥想指导，以达到提升冥想效果、缓解晕车症状的目的。此套系统的主要发明人，琶洲实验室常务副主任、华南理工大学教授、博士生导师李远清介绍道，“这是脑机接口技术首次运用解决晕车问题，国内外第一款便捷可穿戴、无副作用、效果显著且得到严格验证的防晕车方法和产品，相关技术和系统已经获批多项发明专利。
图1 研究成品图
该设备由一个头环和一台平板电脑两个硬件构成，简单易用。头环上配备了数个电极，用于接收脑电波信号。使用该设备非常方便，用户只需戴上头环，然后通过耳机连接到平板电脑。在平板电脑上选择适合自己的冥想场景，接着跟随耳机中的声音引导，轻松进入冥想状态。
脑机接口技术通过建立直接交互控制通道，实现了大脑与外部设备（如计算机）之间的连接，主要包括脑电信号采集模块、脑电信号分析模块、执行/应用模块以及反馈模块。其中，基于头皮脑电的脑机接口属于非侵入式脑机接口，不会对大脑和身体造成任何伤害。在使用过程中，用户戴上头环，头环内置多个电极，贴近前额和太阳穴皮肤，自动接收脑电波。这些脑电波被设备放大后，通过无线传输至计算终端（如手机、平板电脑或PC/笔记本电脑）。计算终端对脑电波进行分析，评估用户的冥想状态，并将评估结果通过分数、声音变化以及屏幕上的2D/3D场景画面变化反馈给用户。
具体而言，正念冥想状态越好，用户得到的分数就越高，声音和场景画面也越清晰；反之，分数会降低，声音和场景画面会变得模糊。通过这些生物/神经反馈，用户能够轻松了解自己的冥想状态，从而更加专注于正念冥想的实践。
图2 防晕原理
为对该设备进行有效验证，李远清团队近期开展了一项针对晕动症患者的乘车验证实验，共招募了近100名男女参与者。实验结果显示，超过80%的参与者表示在使用系统后晕动症状有明显缓解。在进一步的验证实验中，他们挑选了那些效果显著的被试进行了长达2小时的乘车实验，结果显示所有参与者都表示系统对晕动症有缓解效果，其中约85%的被试全程感觉有效，没有出现明显的晕车症状，剩下约15%的被试在实验的前半段感受到了明显的缓解效果。
南都记者采访了4位测试人员。叶姓测试人员主要对汽车的加速减速敏感，在参与了5次测试后表示，“需要5-10分钟进入状态，此后感觉良好，晕车现象有明显改善。”
陈姓测试人员来自福建，长时间乘车时经常感到恶心。他在测试过程中表示，“不再有晕车的感觉”，注意力都集中到了系统屏幕上。
张姓测试人员来自重庆，经常需要经过山路进城，晕车严重。她在测试中表示，在进入较好的正念冥想状态后，“没有反胃、头晕”的情况，“仅需带上头环，还是挺方便的。”
梁姓测试人员认为自己晕车主要源于密闭空间、车辆震动以及车内外的静与动带来的不协调感。他在测试中表示，“前期进入状态需要一定时间，但进入较好的正念冥想状态后，能够达到‘完全不晕’的状态。”
图3 实验过程
李远清教授表示，这一系统既是一种全新的防晕车产品，也是脑机接口概念的一个现实应用。他指出，“脑机接口具有广阔的应用前景，如专注力训练、中风患者运动功能康复等，但能够满足市场刚需的脑机接口产品迄今尚未问世。我们的系统在某种程度上填补了这项空白。”
图4 琶洲实验室
作为广东的11家省实验室之一，琶洲实验室一直致力于推动中国人工智能领域的科技成果有效转化。这一成果有望在不久的将来与车企等合作，实现转化为消费级产品，为晕车患者提供更便捷有效的解决方案。
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