Integrering av hjärnaktivitetmätning med virtuell verklighet

Vid University of Texas at Austin har en grupp banbrytande forskare framgångsrikt modifierat en kommersiell virtuell verklighet (VR)-huvud enhet för att inkludera en icke-invasiv metod för att mäta hjärnaktivitet. Detta innovativa företag erbjuder en oöverträffad inblick i hur människor bearbetar olika stimuli i immersiva VR-miljöer, från grundläggande ledtrådar till mer intensiva stressorer.

En sömlös kombination av VR- och EEG-teknik

Hjärtat av denna innovation ligger i integrationen av en elektroencefalogram (EEG)-sensor inom en Meta VR-huvud enhet. EEG:er, som vi känner till, mäter hjärnans elektriska aktivitet. När den kombineras med den immersiva upplevelsen av VR, ger den en detaljerad vy av neurala reaktioner på olika VR-utlösta stimuli.

“Virtuell verklighet är så mycket mer immersiv än att bara göra något på en stor skärm”, betonade Nanshu Lu, den ledande forskaren och professorn vid Cockrell School of Engineering. “Det ger användaren en mer realistisk upplevelse, och vår teknik möjliggör att vi får bättre mätningar av hur hjärnan reagerar på den miljön.”

Forskningen, som publicerats i Soft Science, skiljer sig från den samtida kommersiella marknaden. Medan EEG- och VR-integrationer inte är nya, är befintliga enheter överdrivet dyra. I kontrast prioriterar EEG-elektroderna som utvecklats av UT Austin-teamet användarkomfort, vilket möjliggör långvarig användning och utvidgar omfattningen för potentiella tillämpningar.

De flesta kommersiella EEG-lösningarna innebär att man bär en keps full av elektroder. Dessa är dock oförenliga med VR-huvudenheterna. Dessutom möter konventionella elektroder ofta utmaningar när det gäller att etablera en anslutning till skalpen på grund av hårhinder. Forskningsteamet hanterade denna oro på ett innovativt sätt. Hongbian Li, en nyckelmedlem i Lus laboratorium, kommenterade: “Alla dessa etablerade alternativ har betydande brister som vi försökte övervinna med vårt system.”

Li ledde utvecklingen av en unik svampaktig elektrod bestående av mjuka, ledande material för att bekämpa dessa utmaningar. Denna omkonstruerade huvud enhet har elektroder inbäddade i den övre remmen och pannbandet, ett flexibelt kretskort som liknar Lus elektroniska tatueringar, och en EEG-inspelningsenhet placerad i baksidan.

Utvidgande horisonter: Robotar, människor och VR

Implikationerna av denna banbrytande tekniken är långtgående. En anmärkningsvärd tillämpning är dess inkorporering i en stor skala människa-robot-interaktion studie vid UT Austin. Här kan individer se händelser från robotens synvinkel med hjälp av VR-huvud enheten, med den tilläggsvinsten att mäta den kognitiva belastningen under förlängda observationer.

Luis Sentis, en annan viktig medarbetare i robotleveransprojektet, sa: “Om du kan se genom ögonen på roboten, ger det en tydligare bild av hur människor reagerar på den och låter operatörerna övervaka deras säkerhet i händelse av potentiella olyckor.”

För att utvärdera potentialen för deras uppfinning introducerade forskarna ett VR-spel. I samarbete med hjärna-maskin-gränssnittsspecialisten José del R. Millán utvecklade de en körningssimulering som utvärderar hur uppmärksamt användare bearbetar och svarar på vändkommandon, med EEG:n som noggrant registrerar hjärnaktiviteten under hela processen.

Med en preliminär patentansökan redan inlämnad är teamet redo att revolutionera VR- och EEG-industrin, aktivt sökande efter partnerskap för att ytterligare förfinansiera och expandera sin anmärkningsvärda teknik.