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8801.net 全国统一订购热线 400-705-8801 (免长途) NeuroSky BCI 技术简介 NeuroSky 是一家位于美国硅谷,拥有国际领先的生物信号传感技术的高科技公司, 主要从事生物信号采集处理、脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)等领域的技术 研究和开发. 脑电波 生物电现象是生命活动的基本特征之一. 人类在进行思维活动时在大脑产生的生物电信 号就是脑电波, 这些脑电波信号可以通过放置在头皮的传感器来进行测量和研究. 自上世纪 以来,通过对脑电波信号的研究,人们在很大程度地增加了对于大脑的认识.我们的大脑无 时无刻不在产生脑电波.这些自发的生物电信号的频率变动范围通常在0.1Hz-30Hz 之间,根据其频率不同可划分为四个频段,即δ(0.1-3Hz)、θ(4-7Hz)、α(8-12Hz)、 β(12-30Hz),其中β 波又可划分为Low Beta、Midrange Beta、High Beta. 脑电波类 型 频率范 围 精神状态 Delta 0.1Hz―3Hz 深度睡眠,非快动眼睡眠,无意识 Theta 4Hz―7Hz 直觉的、创造性的,回忆的,幻想的,想象,浅睡Alpha 8Hz―12Hz 放松,但不困倦,安静,有意识 Low Beta 12Hz―15Hz 运动感觉节律, 放松仍可集中注意力, 有协 调性 Midrange Beta 16Hz―20Hz 思考,对于自我和周围环境意识清楚 High Beta 21Hz―30Hz 机警、激动 NeuroSky 脑机接口技术 脑机接口技术(Brain-Computer Interface ,简称BCI)源自于对大脑思维过程中产 生的脑电波信号的探测及分析. NeuroSky BCI 技术通过干态电极传感器采集大脑产生的生 中国最大的潜能开发网站 http://www.8801.net 全国统一订购热线 400-705-8801 (免长途) 物电信号,并将这些采集的信号送入ThinkGear?芯片,ThinkGear?将混杂在信号中的噪 音以及运动产生的扰动进行滤除,并将有用信号进行放大,然后通过NeuroSky eSense? 专利算法解读出描述使用者当前精神状态的eSense?参数(专注度、放松度),最终,通 过将这些量化的参数输出到电脑、手机等智能设备,实现基于脑电波的人机交互,即通常所 说的意念控制. 1.信号校准.对不同使用者脑电信号进行自适应计算及同步,以进行信号的校准. 2.信号采集.采用NeuroSky 单导干电极技术,使得脑电信号采集变得简单易用. 3.信号提取.ThinkGear?从噪音环境中分离出脑电波信号,经过放大处理,产 生清晰的脑电波信号. 4.信息解读:通过eSense?专利算法将脑电波解读为eSense 参数,用于表示用 户当前的精神状态. 5.人机交互:将eSense 参数传递给计算机、手机等智能设备,从而可以通过脑 电波进行人机交互. NeuroSky ThinkGear? 中国最大的潜能开发网站 http://www.8801.net 全国统一订购热线 400-705-8801 (免长途) NeuroSky ThinkGear?技术将脑电波信号的 采集、滤波、放大、A/D 转换、数据处理及分析等功能完全集成到一块ASIC 芯片中,并通 过标准接口对外输出eSense?参数(包括 专注度 和 放松度 等参数)和原始的脑电波 数据,从而大大简化并加快了脑电波采集处理及分析的过程,降低了脑电波应用成本,使得 基于脑电波的应用更易于推广到大众消费领域.ThinkGear?技术已广泛应用于NeuroSky 所 有产品及其合作伙伴的产品中, 通过在产品中集成基于ThinkGear?的脑机接口技术, 可以使 这些设备方便地通过脑电波进行人机交互, 包括实时观测使用者的精神状态, 并且能够通过 意念思维 进行控制. ThinkGear? ASIC 芯片技术特性: ? 采用单导干电极测量技术(通常将一个干电极放在用户的前额进行脑电信 号测量) ? 集成神经信号的滤波和放大功能 ? 集成eSense?算法(使用者无需进行额外的信号处理) ? 符合工业标准的串行UART 输入输出接口 ? 输出 专注度 和 放松度 两种eSense?数据,数据输出频率为1Hz ? 输出α、β、θ、δ 脑电波数据,数据输出频率为1Hz(可选) ? 输出原始脑电波形数据,数据输出频率为128Hz 或者512Hz(可选) ? 功耗低,耗电量小,适用于需要依靠电池长时间工作的设备 eSense? eSense?是NeuroSky 用于以数字化参数方式对人的当前精神状态进行度量的专利算法. NeuroSky ThinkGear?技术首先对原始脑电波信号进行放大并过滤了环境噪音及肌肉组织运 动产生的干扰,通过对上述处理后的信号应用eSense?算法进行计算,得到了量化的eSense 参数值.需要注意的是,eSense 数值不是量化当前精神状态的一个具体的数值,而是描述 当前精神状态活动的波动范围. eSense 参数简介 eSense 参数用于描述被试者进入专注状态 (类似于注意力集中程度) 或者沉思状态 (类 似于精神放松程度)的程度.如同锻炼一块不发达的肌肉需要一个较长的过程一样,如果我 们想熟练地通 过控制自己的脑意念思维来操作eSense 参数,也需要花费一定的时间进行训练.通常 来说, 在刚开始训练时, 人们通过意念思维对某个eSense 参数的控制力要强于对其它eSense 参数的控制力.所以,在您找到有效控制自己意念思维的方法之前,我们建议您尽量尝试采 用不同的意念活动方式, 一旦您发现您的方法有较好的控制效果, 就可以把这种方法运用到 对其它参数的控制上,从而能够通过简单训练就能够更容易地控制其它参数.通常情况下, 中国最大的潜能开发网站 http://www.8801.net 全国统一订购热线 400-705-8801 (免长途) 你可以通过盯住某个物体或者是集中精力思考某个问题等方式来控制你的专注度, 从而可以 推高屏幕上 专注度仪表盘 的数值.你可以通过盯住屏幕上的一个点或者想象你正在努力 完成的动作等方式来提高你的专注度.例如,你可以盯住屏幕上的 专注度仪表盘 并且努 力想象表盘上的指针在向数值高的地方移动.放松度控制的训练可以帮助我们实现自我放 松, 清除脑中纷繁的思绪并且能够达到平和与安宁的心境. 如果你难以自如地控制自己的放 松度,请把眼睛闭上几秒钟,然后睁开眼晴看看 放松度仪表盘 的当前数值,从而体会如 何进行放松.如果你刚开始时很难自如地操控eSense 参数,那么请耐心地尝试不同的意念 控制方式并反复练习.务必请认真阅读并理解本技术文档,从而更好地了解 eSense 在后台是如何工作的. eSense 参数-技术描述 eSense 参数以1 到100 之间的具体数值来指示用户的专注度水平和放松度水平.数值 在40 和60 之间表示此刻该项参数的值处于中间范围, 这一数值范围类似于常规脑电波测量 技术中确定的 基线 .(但是ThinkGear 的基线测定方法是自有的专利技术,与常规脑电 波的基线测定办法不同).数值在60―80 之间表示此刻该项参数的值处于 较高值区 , 也就是说略高于正常水平(即当前情况下你的专注度或者是放松度比正常情况下要高).数 值在80―100 之间表示处于 高值区 .它表示你的专注度或放松度达到了非常高的水平, 即处于非常专注的状态或者是非常放松的状态.同理,如果数值在20―40 之间则表示此时 的eSense 参数水平处于 较低值区 ,数值在1―20 则意味着处于 低值区 .与前述其 它区值所代表的人的精神状态相反,eSense 参数处于这2 个区域则表示被试者的精神状态 表现为不同程度的心烦意乱、焦躁不安、行为反常等.eSense 算法具有动态自学习能力, 它采用 慢速自适应 算法,可以针对不同使用者脑电波信号在正常范围内的波动趋势和个 体差异进行动态补偿. 由于采用了自适应技术, 使得ThinkGear 能够适用于不同的人群和不 同的周边环境,并且在这些不同的应用场景下都能够具有非常好的准确性和可靠性. 专注 度 参数 eSense 专注度参数 指示了使用者当前的 专注度 或 专心度 ,该参数反映了 使用者当前的注意力集中程度.心烦意乱、精神恍惚、注意力不集中以及焦虑等精神状态都 将降低专注度参数的数值. 放松度 参数 eSense 放松度参数 指示了使用者当前的 平静度 或者 放松度 .放松度反映 的是使用者的精神状态,而不是其身体状态,所以,简单地进行全身肌肉放松并不能快速地 提高放松度水平.然而,对大多数人来说,在正常的环境下,进行身体放松通常有助于精神 状态的放松.放松度水平的提高与大脑活动的减少有明显的关联.长期观察结果表明:闭上 眼睛可以使得大脑无需处理通过眼睛看到的景象从而降低大脑精神活动水平. 所以, 闭上眼 睛通常是提高放松度值的有效方法.心烦意乱、精神恍惚、焦虑、激动不安等精神状态以及 感官刺激等,都将降低放松度参数的数值.__ ........