Ενοποίηση Μέτρησης Εγκεφαλικής Δραστηριότητας με Εικονική Πραγματικότητα

Στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν, μια ομάδα πρωτοπόρων ερευνητών έχει τροποποιήσει με επιτυχία ένα εμπορικό headset εικονικής πραγματικότητας (VR) για να περιλαμβάνει μια μη επεμβατική μέθοδο μέτρησης της εγκεφαλικής δραστηριότητας. Αυτή η καινοτόμος προσπάθεια προσφέρει ανεπανάληπτες εικόνες για το πώς οι άνθρωποι επεξεργάζονται διάφορους ερεθισμούς σε εικονικά περιβάλλοντα VR, που κυμαίνονται από βασικές ενδείξεις έως πιο έντονες πιέσεις.

Μια Ομαλή Συνδυασμός Τεχνολογίας VR και EEG

Η καρδιά αυτής της καινοτομίας βρίσκεται στην ενσωμάτωση ενός αισθητήρα ηλεκτροεγκεφαλογραφίας (EEG) μέσα σε ένα headset VR της Meta. Οι EEG, όπως γνωρίζουμε, μετρούν την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου. Όταν συνδυαστεί με την εικονική εμπειρία της VR, παρέχει μια λεπτομερή άποψη των νευρικών αντιδράσεων σε διάφορους ερεθισμούς VR.

“Η εικονική πραγματικότητα είναι πολύ πιο εικονική από το να κάνεις κάτι σε μια μεγάλη οθόνη,” υπογράμμισε ο Nanshu Lu, ο επικεφαλής ερευνητής και καθηγητής στη Σχολή Μηχανικής Cockrell. “Δίνει στον χρήστη μια πιο ρεαλιστική εμπειρία, και η τεχνολογία μας μας επιτρέπει να πάρουμε καλύτερες μετρήσεις για το πώς ο εγκέφαλος αντιδρά σε αυτό το περιβάλλον.”

Η έρευνα, η οποία έχει δημοσιευθεί στο Soft Science, διακρίνεται από την σύγχρονη εμπορική αγορά. Ενώ οι συνδυασμοί EEG και VR δεν είναι καινούργιοι, τα υπάρχοντα συσκευές είναι υπερβολικά ακριβά. Σε αντίθεση, οι ηλεκτρόδια EEG που αναπτύχθηκαν από την ομάδα του UT Austin προτεραιοποιούν την άνεση του χρήστη, επιτρέποντας την παρατεταμένη χρήση και διευρύνοντας το πεδίο για πιθανές εφαρμογές.

Οι περισσότερες εμπορικές λύσεις EEG涉αρούν το φόρεμα ενός καπέλου με ηλεκτρόδια. Ωστόσο, αυτά δεν είναι συμβατά με τα headset VR. Επιπλέον, τα συμβατικά ηλεκτρόδια συχνά αντιμετωπίζουν προκλήματα στην установή μιας σύνδεσης με το κρανίο λόγω εμποδίων από τα μαλλιά. Η ερευνητική ομάδα αντιμετώπισε αυτό το πρόβλημα με καινοτόμο τρόπο. Ο Hongbian Li, ένας βασικός συνεργάτης στο εργαστήριο του Lu, σχολίασε, “Όλες αυτές οι κυρίαρχες επιλογές έχουν σημαντικά ελαττώματα που προσπαθήσαμε να υπερβούμε με το σύστημά μας.”

Ο Li ηγήθηκε της ανάπτυξης ενός μοναδικού σπογγώδους ηλεκτροδίου που αποτελείται από μαλακά, αγώγιμα υλικά για να αντιμετωπιστούν αυτά τα προβλήματα. Αυτό το επανασχεδιασμένο headset διαθέτει ηλεκτρόδια ενσωματωμένα στη ζώνη και στο μέτωπο, ένα εύκαμπτο κύκλωμα που θυμίζει τα ηλεκτρονικά τατουάζ του Lu, και μια συσκευή εγγραφής EEG στο πίσω μέρος.

Επεκτείνοντας τους Ορίζοντες: Ρομπότ, Άνθρωποι και VR

Οι επιπτώσεις αυτής της πρωτοποριακής τεχνολογίας είναι μακροπρόθεσμες. Μια αξιοσημείωτη εφαρμογή είναι η ενσωμάτωση σε μια μεγάλη μελέτη αλληλεπίδρασης ανθρώπων και ρομπότ στο UT Austin. Εδώ, οι άνθρωποι μπορούν να δουν γεγονότα από την οπτική του ρομπότ χρησιμοποιώντας το headset VR, με το πλεονέκτημα της μέτρησης του γνωστικού φορτίου κατά τη διάρκεια παρατεταμένων περιόδων παρατήρησης.

Ο Luis Sentis, ένας άλλος βασικός συνεργάτης στο πρόγραμμα παράδοσης ρομπότ, δήλωσε, “Εάν μπορείτε να δείτε μέσα από τα μάτια του ρομπότ, ζωγραφίζει μια πιο σαφή εικόνα για το πώς οι άνθρωποι αντιδρούν σε αυτό και επιτρέπει στους χειριστές να παρακολουθούν την ασφάλειά τους σε περίπτωση πιθανών ατυχημάτων.”

Για να αξιολογήσουν το δυναμικό της εφεύρεσής τους, οι ερευνητές εισήγαγαν ένα παιχνίδι VR. Συνεργαζόμενοι με τον ειδικό διεπαφής εγκεφάλου-μηχανής José del R. Millán, σχεδίασαν μια симуляση οδήγησης που αξιολογεί πώς οι χρήστες επεξεργάζονται και αντιδρούν σε εντολές στροφής, με το EEG να καταγράφει μελετά την εγκεφαλική δραστηριότητα καθ’ όλη τη διάρκεια.

Με μια προκαταρκτική αίτηση πατέντας ήδη υποβεβλημένη, η ομάδα είναι έτοιμη να επαναedefinει την βιομηχανία VR και EEG, αναζητώντας ενεργά συνεργασίες για να βελτιώσει και να επεκτείνει την αξιοσημείωτη τεχνολογία τους.