脑机接口|尽管脑机接口只识别一两个运动想象状态,但科学家提出了一种特定交互技术

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脑机接口的相关原理可用于控制虚拟环境中的简单运动 。 在最初的一项工作中 , 用户根据想象的手部运动感知左右匀速旋转的感觉 , 而旋转信息在一次试验中被整合 。 与标准条形反馈相比 , 所有用户在虚拟现实条件下的表现都更好 。 然而 , 用户提到他们在旋转时失去了空间方向 , 这让他们感到不安 。 在一个类似的实验中 , 脚部运动的想象被用来在虚拟街道上向前走 。


足部运动想象的正确分类伴随着匀速向前运动 , 而手部运动想象的正确分类则停止了运动 。 所有用户在CAVE中都取得了最好的成绩 , 而在标准脑机接口条件下取得了最差的成绩 , 因此可以假设使用虚拟现实作为反馈刺激了参与者的表现 。 后期研究中改进的性能表明 , 足部运动想象是控制虚拟环境内事件的合适的心理策略 , 因为脚部运动的想象是一项非常接近自然行走的心理任务 。

与此结果相反的是前面描述的旋转工作的结果 , 其中应用的心理策略和映射的虚拟现实动作不匹配 。 正常意图和应用意图之间的这种不匹配 , 会导致参与者的行为违反直觉和效率低下 , 并可能导致疲劳和混乱 , 因为感知和行动之间的感觉运动偶然性 , 它为幻觉和沉浸感被打破 。 从用户交互的角度来看 , 这些基于使用同步脑机接口的作品显示出局限性 。 大脑数据仅在定义的时间窗口内在训练的心理状态之间进行分析 , 这限制了时间范围和交互的速度 。


相比之下 , 异步脑机接口将大脑模式分为有意控制时期 。 困难的部分是在有意非控制期间减少误报检测 , 在此期间参与者不想主动提供任何脑机接口命令并且不参与定义的想象过程 。 一项研究证明了让用户完全控制时间和速度的结果 , 用户必须在CAVE设置中探索虚拟图书馆 。 他们按照自己的步调在图书馆大厅中穿行 , 但不得不在几个特定点停下来 。 在不同的暂停时间后 , 实验者发出继续移动的命令 。

在里布及其同事的一项研究中 , 一名四肢瘫痪患者利用他瘫痪的足部运动的想象来控制他的轮椅在虚拟现实中的向前运动 。 任务是沿着虚拟街道前进 , 并通过异步脑机接口停在街道上排列的每个化身处 。 患者在某些跑步中达到了百分之一百的表现 , 平均超过百分之九十 。 这项工作首次证明 , 坐在轮椅上的四肢瘫痪用户可以通过使用基于单个脑电图记录的自定进度脑机接口来控制他在虚拟环境中的运动 。



必须提到的是 , 虚拟环境对坐轮椅的人特别有吸引力 。 首先 , 简单地使用虚拟环境可以让这些人获得可能早已被遗忘的经历 。 在受伤导致他无法使用双脚多年后 , 用户仍然可以进行足部运动想象的事实证明了人类大脑的可塑性 。 尽管这些应用程序展示了创新的可能性 , 但人们可能会争辩说 , 它们中的大多数只为用户提供了一两个命令 。 这可能会给用户带来不便 , 因为它限制了可能的应用程序和虚拟现实交互的范围 。



【脑机接口|尽管脑机接口只识别一两个运动想象状态,但科学家提出了一种特定交互技术】

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