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腦機接口技術首次運用解決暈車問題，已獲多項發明專利 戴上頭環，進入冥想，便能解決暈車問題？記者從位于廣州的琶洲實驗室獲悉，琶洲實驗室腦機智能研究中心、華南理工大學、華南腦控（廣東）智能科技有限公司相關團隊開發了一套腦機接口正念冥想系統，運用最新的腦機接口技術，輔助提升正念冥想程度，探索解決暈車問題的新方式。 此套系統的主要發明人，琶洲實驗室常務副主任、華南理工大學教授、博士生導師李遠清介紹道，“這是腦機接口技術首次運用解決暈車問題，國內外第一款便捷可穿戴、無副作用、效果顯著且得到嚴格驗證的防暈車方法和產品，相關技術和系統已經獲批多項發明專利。” 體驗 帶上頭環，跟隨引導 有助于保持“輕松的清醒”狀態 采訪現場，記者在測試車輛上對此套設備進行了體驗。 設備由一個頭環和一臺平板電腦兩個硬件構成。頭環上，有數個用于接受腦電波信號的電極。設備的使用十分方便，僅需帶上頭環，戴上耳機連接平板電腦，在平板電腦上選擇冥想的場景，緊接著跟隨耳機聲音引導進入冥想即可。 記者挑選了篝火以及流水等多個場景。以篝火為例，平板電腦上顯示出篝火燃燒的畫面，耳機傳出聲音引導注意篝火的形狀、顏色等，以提升專注力，進入更佳的冥想狀態。 
體驗套腦機接口正念冥想系統，平板電腦篝火畫面隨冥想程度提高而清晰。 在屏幕的左上角，有變動的數字，是正念冥想程度的體現，分數越高則正念冥想的狀態越好。此外，屏幕畫面的清晰程度也能體現正念冥想程度。當記者的注意力嘗試從畫面轉移到周圍其他元素時，其分數會低至10分以下，畫面很是模糊；當注意力回歸畫面，經過幾分鐘進入狀態后，分數能提高到40-70分之間 測試 八成以上測試人員表示有效 李遠清團隊招募了有暈動癥的男女近100名，參與乘車驗證實驗。 ，畫面隨之更加清晰。 經過約15分鐘的測試下車后，一個明顯的感受是，路上的記憶僅有屏幕和聲音引導的畫面，至于車窗外的景象則無印象。與在車上開電影、聽音樂的感受不同的是，精神方面顯得輕松一些。 參與指導測試的工作人員向記者解釋道，正念冥想和看電影、聽音樂轉移注意力不同，后者依然會給大腦帶來壓力，轉移注意力效果有限，無法緩解暈車現象，但腦機接口正念冥想系統在有效幫助用戶轉移注意力的同時，使得大腦保持了“輕松的清醒”狀態。 李遠清向記者介紹道，實驗結果數據顯示，其中，80%以上的參與人員表示對暈動癥有明顯緩解效果。他們進一步挑選那些有效果的實驗被試，進行2小時時長的乘車實驗，所有的人都表示系統對暈動癥有緩解效果，其中約85%的實驗被試全程感覺有效，沒有明顯的暈車發生（注：一般只有輕微癥狀），剩下約15% 的被試前半段有效。 南都記者采訪了4位了測試人員。葉姓測試人員主要對汽車的加速減速敏感，乘坐汽車時表現出惡心想吐的現象。他參加了5次測試。“需要5-10分鐘進入狀態，此后感覺良好，暈車現象有明顯改善。”他說道。 陳姓測試人員來自福建，因新家與老家的車程超過1個小時，且需途徑蜿蜒山路，乘車時經常感到惡心，需要開窗戶通風。參與測試的過程中，他表示“不再有暈車的感覺”，注意力都集中到了此套系統中的屏幕畫面上。 張姓測試人員來自重慶，需要經山路進城，暈車嚴重時會嘔吐。參與測試過程中，在進入較好的正念冥想狀態后，她表示“沒有反胃、頭暈”的情況。“僅需帶上頭環，還是挺方便的。” 梁姓測試人員認為自己暈車主要源于密閉空間、車輛震動以及車內外的靜與動帶給自己不協調感。他盡量選擇坐副駕駛，以保證車前視野與兩邊視野同樣保持運動，盡量不去感受運動的狀態，還需吃藥緩解，以及開窗通風。他總共參加了5次短途和2次長途測試。他表示，“前期進入狀態需要一定時間，但進入較好的正念冥想狀態后，能夠達到‘完全不暈’的狀態。” 原理 腦機接口提供神經反饋 提升正念冥想程度，解決暈車問題 “根據感覺沖突理論，視覺、聽覺、前庭或體感系統傳遞的信息不匹配，且與大腦預測的運動不一致，是暈動癥發生的主要原因。”李遠清告訴記者。 “人們乘坐交通工具感到頭暈的時候，去做正念冥想，注意力就轉移了，是有可能緩解頭暈的；但僅僅靠正念冥想不足以解決大部分人的暈車問題。”李遠清認為。 李遠清說道，“正念冥想對改善睡眠和情緒，及減壓等都有作用，因而已經成為抑郁、焦慮等心理精神疾病的臨床療法而被廣泛使用。” 盡管正念冥想益處眾多，但是初學者往往不好理解和掌握。運用最新的腦機接口技術，可以使患有暈動癥的人在乘車時能夠更方便、更輕松地提升正念冥想的程度，緩解暈車問題，這是此套腦機接口正念冥想系統的主要作用。 據介紹，此套系統在大腦和外部設備之間建立了一條直接交互控制通道，包括腦電信號采集模塊、腦電信號分析模塊、執行/應用模塊、反饋模塊。 “基于頭皮腦電的腦機接口是一種非侵入式腦機接口，因為對我們大腦和身體沒有任何傷害而逐漸得到應用落地。”李遠清表示。
用于接收腦電波信號的頭環。受訪者供圖 具體做法是，用戶帶上帶有電極的頭環。這些電極貼近使用者前額皮膚和太陽穴皮膚，自動接收腦電波。腦電波被頭環設備放大以后，再無線傳輸至計算終端（手機、平板電腦、或者PC/筆記本電腦）。計算終端分析腦電波信號，評估正念冥想狀態，評估的結果通過分數、聲音變化、屏幕上的場景畫面變化反饋給用戶。 正念冥想狀態越好，分數就越高，聲音和場景畫面就越清晰越漂亮，反之，分數就會變低，聲音和場景畫面也會變得模糊。用戶根據這些生物/神經反饋很容易知道他們的正念冥想狀況，從而更加專注正念冥想。
腦機接口正念冥想系統運行原理。受訪者供圖 “這個系統讓用戶特別是初學者容易進入正念冥想狀態，覺得正念冥想不那么難了，變得很有趣了。該系統經過長時間和大量人群試用，效果良好。這里起關鍵作用的就是上面提到的由腦機接口所提供的生物/神經反饋模塊。”李遠清說道。 觀點 科技創新成果轉化受到空前重視 仍有部分制度性難題待解 李遠清從事腦機接口技術研究已有20余載，主持國家重點研發計劃項目、863課題、國家自然科學基金重點項目、科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目等；獲得國家、省部級重大科技成果獎多項。 2008年，他從國外回到華南理工大學，建立了自己的實驗室，于2012年開始嘗試將腦機接口技術與醫療結合，為高位截癱患者提供運動功能輔助技術，為意識障礙患者提供意識檢測、輔助診斷與康復預測技術。例如，通過腦機接口技術，設備能夠識別患者的腦電波信號，患者使用這套設備，實現通過“意念”操作輪椅或者機械臂，完成動作。 “盡管腦機接口具有廣闊的應用前景，如專注力訓練、中風患者運動功能康復等等，學術界和產業界一直在努力推動腦機接口產業化落地，但是能夠滿足市場剛需的腦機接口產品迄今尚未問世，我們的系統在某種程度上填補了這項空白。”李遠清表示。 近年來，作為前沿性戰略性科技領域，腦機接口技術受到各國政府、學術屆、產業界、和社會大眾的廣泛關注。如馬斯克所成立的腦機接口公司頻頻推出新成果、公布科研攻關新進展，展現了腦機接口技術的重要潛力，吸引了無數關注。 為促成科技成果轉化，2019年5月，華南理工大學李遠清教授團隊通過科技成果轉化創立了華南腦控（廣東）智能科技有限公司，一家腦機AI全產業鏈自主知識產權的企業，公司股東包括華南理工大學等。
琶洲實驗室是廣東省為落實國家創新驅動發展戰略所設立的10個省實驗室之一，坐落于廣州市海珠區琶洲試驗區。 科技成果轉化近年來受到社會各界高度重視，也是擺在李遠清面前的下一步計劃。李遠清介紹，腦機接口正念冥想系統將在未來合適的時機推向市場。 對于科技成果轉化這一話題，李遠清受訪時表示，“當前各級政府、高校都高度重視科技成果轉化，其重要程度空前。”不過，他認為，當前依然有一些難題待解決。 具體而言，包括配套政策制度需跟上，應更多地讓市場來評價科技成果，以及在扶持方面增加應用場景的扶持等。 李遠清表示，未來3年，琶洲實驗室將按省、市、區、依托單位華南理工大學各級領導的要求，把科技成果轉化作為重點工作推進，讓來自實驗室和華南理工大學等高校的科技成果賦能產業，發展新質生產力。 人物名片 李遠清，琶洲實驗室常務副主任、華南理工大學教授、博士生導師、IEEE Fellow、國家杰出青年科學基金獲得者、中國腦機接口產業聯盟副主任委員及學術研究組主席，獲國家自然科學二等獎1項、教育部自然科學一等獎1項、廣東省自然科學一等獎2項等。帶領團隊參加中國腦機接口大賽、世界機器人大會機器人比賽、全國互聯網+比賽等等，獲第一名、一等獎、金獎10余次。是IEEE Trans. on Human Machine Systems 等期刊的副主編。擔任中國自動化學會常務理事、中國人工智能學會理事、中國圖形圖像學會理事等。 2000年以來，李遠清先后致力于稀疏編碼、機器學習、腦信號分析、腦機接口及其應用等方面的研究。特別是在腦機接口領域深耕20余載，取得了一大批具有國際影響力的創新性理論及應用成果，在IEEE Trans. on Biomedical Engineering，IEEE Signal Processing Magazine，Proceedings of the IEEE，Brain, NIPS等國際著名期刊及權威會議上發表論文200余篇，申請獲批專利70余項。 |
