林江心

【摘 要】伴隨著科技的進(jìn)步，使得人們享受科技文明所帶來的便利的同時(shí)可以輕易的使用家庭電器、自動(dòng)化設(shè)備、計(jì)算機(jī)操作等許多再平常不過的事。在許多科幻片里甚至出現(xiàn)過用腦來控制各種各樣先進(jìn)設(shè)備的畫面，但這些真的只是存在科幻世界里事情嗎？答案是否定的。經(jīng)過對(duì)腦電波的研究及開發(fā)，已經(jīng)有一些以腦電波控制的游戲相應(yīng)出現(xiàn)，甚至利用腦電波控制的機(jī)器，醫(yī)療設(shè)備也橫空出世。因此，通過思想控制事物曾經(jīng)是神話、惡作劇和科幻小說的東西，現(xiàn)在正快速變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

【關(guān)鍵詞】腦電波信號(hào)（EEG）；腦電波控制器＼

用思想移物沒什么特別的神奇。人類每次移肘、呼吸的時(shí)候都在展示這種神技，靠的就是向有關(guān)肌肉發(fā)送電脈沖。如果我們能檢測(cè)到并解析出這些電信號(hào)，那么這個(gè)論點(diǎn)就驗(yàn)證了。理論上沒有理由認(rèn)為他們只能操縱思考者身體而不能操作其他物體。實(shí)際上，在近二十多年，腦-機(jī)接口（BCI）通過將電極植入顱骨，已能讓癱瘓病人控制計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、機(jī)器臂和輪椅了。

現(xiàn)在，電極固定于而非鉆入頭皮的非侵入式BCI終于成為原需植入復(fù)雜手術(shù)過程的一種可實(shí)用選擇。腦電流記錄儀（EEG）能在頭皮上測(cè)量腦電活動(dòng)。去年，奧地利的一家名為古戈科技（Guger Technologies）的公司發(fā)布了一套應(yīng)用EEG讓癱瘓病人打字的系統(tǒng)。系統(tǒng)在一個(gè)網(wǎng)格中一個(gè)接一個(gè)的高亮顯示字母。所要字母出現(xiàn)的時(shí)候，EEG腦套提取大腦與識(shí)別它相關(guān)的活動(dòng)。以每分鐘五至十個(gè)字符的速率進(jìn)行，此過程很慢且麻煩，但它畢竟為患者提供了一種和他人交流的方法。本設(shè)備還可用于引起使用者的注意、命令計(jì)算機(jī)讀出一段文字或向電視等外部設(shè)備發(fā)出指令。

那么我們腦電波到底是怎么一個(gè)波呢？

腦電波在頭皮下之大腦皮質(zhì)上所測(cè)得的電位約為毫伏特（mV）的等級(jí)，但一旦經(jīng)由顱骨、頭皮的衰減后，由頭皮上所量測(cè)到的電位則驟降為微伏特（μV）的等級(jí)（0.5uV～100uV），頻率約為0.5～100Hz，因此腦電波信號(hào)具有低振幅及低頻率的特性，因此一個(gè)設(shè)計(jì)精良且低噪聲的腦波訊號(hào)放大器將是整個(gè)腦波控制器的重要影響因素。

依據(jù)腦電圖儀與臨床生理學(xué)會(huì)國(guó)際聯(lián)盟的分類將腦波的頻率分為四個(gè)頻段，分別是δ波、θ波、α波、β波.每個(gè)頻率波的臨床表征見下表。

通過BCI架構(gòu)就可以把采集到的腦波信號(hào)轉(zhuǎn)為相應(yīng)的指令。

BCI即是Brain-ComputerInterface之縮寫，即是將腦電波訊號(hào)經(jīng)由特征萃取量化，再經(jīng)由分類器加以辨識(shí)，然后經(jīng)由生物回饋之方式來使得一般人或有運(yùn)動(dòng)障礙的人其能利用意識(shí)想象的方式來與計(jì)算機(jī)之間作溝通之動(dòng)作。一個(gè)BCI系統(tǒng)其基本的組成架構(gòu)包括：

隨著技術(shù)的發(fā)展，得到有用EEG結(jié)果所需的電極數(shù)量正穩(wěn)步下降。近年來已有多種EEG設(shè)備發(fā)布，它們裝有比高端套件數(shù)量少的傳感器，特別應(yīng)用于各種游戲產(chǎn)品中。

現(xiàn)在市面上已經(jīng)有各種各樣的腦電波產(chǎn)品，2009年發(fā)布的兩款基于頭套的游戲桿——Uncle Miltons Star Wars Force Trainer和Mattels Mindflex——通過比對(duì)不同頻率的腦波計(jì)量玩家的注意力和休閑水平，進(jìn)而通過風(fēng)扇的氣流控制小球起落。

然而，后來頭套價(jià)格下跌，催生了多種很好的產(chǎn)品。比如，德國(guó)的研究者使用Emotiy頭套構(gòu)建了一個(gè)設(shè)備，此設(shè)備能使駕駛員通過腦子想來控制汽車左右轉(zhuǎn)、加減速。七月份豐田首次發(fā)布了一款概念自行車PXP，它帶有一個(gè)思維控制的傳動(dòng)移位機(jī)械裝置。

2011年四月，加州EEG頭套生產(chǎn)商 NeuroSky推出了其100美元腦波頭套，將傳感器數(shù)目減低至一個(gè)。能濾除外部電活動(dòng)致干擾的算法使之成為可能。美國(guó)奧林匹克射箭隊(duì)使用此公司的技術(shù)幫助運(yùn)動(dòng)員達(dá)到并保持姿勢(shì)。 NeuroSky的伙伴B-Bridge International推出了一個(gè)裝有兩個(gè)EEG傳感器的高爾夫球帽，稱為BrainAthlete。它能畫出運(yùn)動(dòng)員在競(jìng)技中的重要時(shí)刻的集中度水平曲線，通過這個(gè)曲線，能幫助他們學(xué)習(xí)如何避免分神。同樣，也有一些顯然膚淺的EEG技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品。比如一對(duì)頭上戴的貓耳朵，當(dāng)佩戴者集中注意時(shí)豎起來，當(dāng)佩戴者放松的時(shí)候倒下。一次性玩具的視頻在網(wǎng)上是如此的暢銷，以致其創(chuàng)造者——日本的Neurowear正在考慮大量生產(chǎn) 不僅是國(guó)外的有腦電波的產(chǎn)品，我國(guó)也有技術(shù)技術(shù)含量比較高的產(chǎn)品上市。由深圳市宏智力科技開發(fā)的一款智能頭箍式的腦電波游戲產(chǎn)品。該產(chǎn)品使用藍(lán)牙技術(shù)與各種平臺(tái)交流，例如家庭電腦、iPhone手機(jī)、ipad平板電腦、安卓平臺(tái)。通過佩戴智能頭箍，使用該公司開發(fā)的游戲，就可以體驗(yàn)各種游戲帶來的樂趣和頭箍上炫目的效果。這個(gè)對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生的注意力有很好的幫助。該公司的產(chǎn)品已經(jīng)在蘋果公司的平臺(tái)上已經(jīng)開始熱銷，估計(jì)今年會(huì)有大批量的產(chǎn)品投入到市場(chǎng)上。

腦電波的產(chǎn)品不僅僅是娛樂和游戲，一家叫做Myndplay的英國(guó)公司正在制作一部交互短片，觀眾可以進(jìn)入主人公角色，通過集中精力或者放松來影響情節(jié)。Myndplay的老板Mohammed Azam認(rèn)為本技術(shù)具有娛樂之外的潛力。例如，他在攻關(guān)的一個(gè)應(yīng)用（下轉(zhuǎn)第144頁）（上接第53頁）中，用戶必須在多種約會(huì)情景下保持冷靜。其他的項(xiàng)目還有工作面試培訓(xùn)和一個(gè)幫助治療壓力和恐懼癥的虛擬治療應(yīng)用。

一個(gè)總部在新西蘭被稱為Thought-Wired的組織展示了一套叫做Emotiv EPOC的系統(tǒng)。系統(tǒng)使用商業(yè)可用的14傳感器頭套，價(jià)格大約300美元，為意識(shí)游戲設(shè)計(jì)，可用作只能家居控制器。它能讓殘疾人控制燈泡、打電話、操縱空調(diào)以及進(jìn)行其他簡(jiǎn)單任務(wù)。

用我們的意識(shí)去控制事物在以前看來是多么的科幻，但是經(jīng)過我們的努力已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。雖然現(xiàn)在的技術(shù)還不至于讓我們可以實(shí)現(xiàn)太多的功能，但是這項(xiàng)技術(shù)正在的不斷的完善中，我相信在不久的將來用我們的意識(shí)去控制各種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)我們只能在科幻世界里面看到的畫面不再是夢(mèng)想。戴上你的思考帽，讓我們的意識(shí)飛起來把！

【參考文獻(xiàn)】

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