Cognixion ONE:为什么要给脑机接口加上AR界面

36氪的朋友们2021-05-14
用脑机接口AR头显实测交流

编者按:本文来自微信公众号“青亭网”(ID:qingtinwang),编辑:Esther,36氪经授权发布。

对于运动障碍患者来讲,难以正常交流可能是最大的难题之一。患有闭锁综合征、渐冻症或严重中风的病人,常受到这样的困扰。因此医学领域采用脑机接口,来读取这些患者的想法,帮助他们表达自己的想法。

目前,脑机接口分为两大类:非侵入式和侵入式两种。其中,侵入式指的是在人脑植入芯片、电极和传感器等元件,读取大脑皮层下面的神经信号。而非侵入式方案,则是指通过分析可识别的脑电波来读取使用者的想法和意图。

除了病患辅助等医疗场景外,脑机接口也可以成为未来AR/VR的一种交互方式。比如,Facebook正在研发的EMG手环、NextMind穿戴式脑机接口,或是Valve与OpenBCI合作,正开发的用于游戏的BCI方案。

而去年底,脑机接口初创公司Cognixion推出了一款面向残障人士打造的AR眼镜:Cognixion ONE,其特点是集成脑机接口和自然语音交互功能(Alexa语音助手),并通过AR离轴光学方案,在使用者眼前显示UI菜单。

Cognixion公司表示:在过去,脑机接口通常采用手机等消费电子产品作为辅助设备,但缺点是会带来一些技术延迟,效果达不到医疗的需求。

因此,Cognixion ONE比普通的非侵入式脑机接口集成了更多功能,它可以结合视觉提示、语音交互、脑电波交互等多种方式,辅助语言障碍者交流。换句话说,相当于在脑机接口上加入了语音助手和AR显示屏,在这里脑机接口是主要目的,它不是为了用来控制AR,AR只是脑机接口的辅助功能。

革新的脑机接口设计

为了探索脑机接口的潜力,Cognixion联合创始人兼CEO Andreas Forsland在5年前就开始从事利用EEG脑机接口辅助病人的科研,他让患者用脑电波去控制屏幕上的光标,同时用加速计去追踪患者头部的运动,并利用EEG信号去推断患者意图。

据了解,Forsland和科研团队定制了一种由6个EEG传感器频道组成的脑机接口,并放置在患者的视觉皮层部位(后脑勺),接着通过机器学习算法去解读识别到的脑信号。

为了测试该方案的效果,科研人员利用一台基于iPhone的头显盒子作为脑机接口设备,在iPhone上本地运行卷曲神经网络,就可以快速识别脑信号(亚秒级延迟),预测准确率高达95-100%。

实际上,如果你仔细看Cognixion ONE头显设计,似乎也可以看到它实际上就像是AR盒子,将iPhone置于头顶,再通过半反半透的遮光罩反射到使用者眼前。此外,Cognixion还开发了两款iPhone app,可以在头显中运行。总之,整个设计足够简单。

当脑机接口有了菜单

虽然Cognixion是一家脑机接口技术公司,但Forsland认为他们其实是一家UI公司。因为Cognixion的目标是,利用集成的AR界面,来简化完整的脑机接口方案,使用者无需其他按钮,通过脑电波活动就能控制眼前的AR图像。

那么,为什么不直接使用带眼球追踪功能的AR头显呢?Forsland认为,眼球追踪的准确率目前还不够高,而Tobii Dynavox等高端的眼球追踪产品并不便携。因此,将脑机接口与穿戴式显示界面结合,便成为一种有效的解决方案。

从Cognixion公布的demo视频中,可以看到提问者说完之后,Cognixion ONE使用者Chris Benedict大约5-7秒便可作出回答,他的回答有长有短,可以头显内文字显示和语音两种形式同时呈现。据悉,Benedict是一名运动障碍性脑瘫患者,他在交流方面有障碍,但手还可以打碟(DJ)。

Benedict表示:我并不是一直需要脑机接口,但Cognixion ONE的确对我在交流上起到了帮助,它可以加快我的回答速度,而且可以提高我的音量,比如在做DJ的时候,我可以将它与蓝牙音响连接,这样别人就能清晰听到我的声音,不会被音乐覆盖。

当然,在输入回答时,使用者不仅可以选择字母,也可以选择预设的人名、菜单功能、句子等内容,更方便交流。当使用者在利用键盘输入时,Cognixion ONE的算法也可以同时预测他想要输入的句子,并提示常见词语。

Frosland表示:经测试,脑瘫患者使用基于按钮的脑机接口通常在30分钟内只能做两次选择,而使用Cognixioin ONE头显后,2分钟即可输入并播放自己的名字。

此外,拥有数十年EEG和大脑监控相关研究经验的临床神经学家William Goldie博士,也对Cognixion ONE给予积极评价。他表示:尽管这款产品需要一定时间学习和适应,不过在你使用的过程中,其系统也会去学习和适应你的习惯和行为,就像是你们在互相训练一样。

总之,从Cognixion ONE为使用者提供的语音助手、预测性输入、AR可视化界面等多种功能来看,反映出现有脑机接口设备的缺失,即:更注重技术和准确性,而缺少了对用户体验的考量。

Benedict补充,Cognixion ONE的优势在于,我可以一边与周围的人交流,同时也可以和他们有眼神交流,脑机接口系统的界面直接显示在眼前,更有助于社交场景。此外,头显采用一体式设计,足够便携,而且舒适性足够好。当你首次使用这款产品的时候,系统会首先测量和校正你的活动范围,以此来调整合适比例的虚拟菜单和键盘。

参考:

https://techcrunch.com/2021/05/04/cognixions-brain-monitoring-headset-enables-fluid-communication-for-people-with-severe-disabilities/

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