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雷火沙龙第三期:便携式脑机接口的计划分享

本文作者:抽水 2013-07-22 18:11
导语:第三期的雷火沙龙有点特别,说要带产品过来展示的创客因为天气等原因没有出现,而我们十几个人围在一起听ZYQ分享他的便携式脑机接口项目计划。ZYQ曾经在天津大学的神经工程实验室做过相关的研究工作。之所以对这个方向感兴趣,跟他在大学期间的一个经历有关。

7月20日下午,雷锋网(公众号:雷锋网)与柴火创客空间举办了第三期围绕硬件和创客进行话题讨论的“雷火沙龙”。本期有点特别,说要带产品过来展示的创客因为天气等原因没有出现,而我们十几个人围在一起听ZYQ分享他的便携式脑机接口项目计划。

脑机接口,是指通过收集脑电波信号并加以分析,根据分析的结果发出相应的指令,达到控制外部设备的目的的机器。ZYQ曾经在天津大学的神经工程实验室做过相关的研究工作。之所以对这个方向感兴趣,跟他在大学期间的一个经历有关。

在本科阶段,ZYQ曾迷茫过一段时间,要么就到图书馆读一些哲学历史方面的书籍,要么就去体育馆游泳锻炼身体,主要的心思并不在学业上。在一次游泳的过程中,他遇到了一位残疾人,仅仅靠双手划水,就能游得非常快。二人很快成为朋友,切磋泳技。但是每次上岸后,这位朋友都会拒绝ZYQ的帮助,靠着双手艰难地把自己送上轮椅。ZYQ回忆那一瞬间,心里非常为这些残疾人朋友们做些什么。后来了解到学校的研究生学院有脑机接口相关的研究方向,未来可能会做出能够自由控制假肢的设备,因此毅然选择报读。

从ZYQ开始关注这个领域到今天,已经过去了五年。但是该领域的一些瓶颈,却一直未能实现他当年最初的愿望。

目前,精度较高的脑机接口,必须将电极植入到人脑中。由于涉及生物兼容性问题,这种电极时间长了,就会慢慢失效。而且此类手术对病人的大脑可能会造成一定的损伤,目前无法普及。因此医学界更倾向于用非侵入性脑机接口的方式,来实现人机互动。这种方法,仅仅将电极放置在人的头皮上,进行信号采集。但是由于人脑发出的生物电信号经过颅骨后会大大衰弱,加上心电、肌电信号的干扰,目标的脑电信号的拾取和处理,相对有一定的难度。

另外,目前科学界的脑机接口,往往都是利用庞大的专业脑电采集设备来实现的。这种设备的制作成本非常高,而且并不便携。

对此,ZYQ希望通过分三个阶段来解决以上的问题。

对于项目的第一阶段,ZYQ打算采用现有心电产品所采用的芯片,做一个脑电信号采集的功能模块,希望能够采集到最小10uV级别的微弱脑电。

到了第二阶段,他会加入基于FPGA的数据信号处理模块,并能够识别和处理一定的“想法”。之所以采用FPGA,是因为这种芯片具有极强的并行数字信号处理能力。目前市场上有一款脑机接口,NeuroSky的MindWave芯片,就是用类似的技术在硬件底层实现复杂的信号处理功能的。但能够修改其内部数字的处理功能的,仅NeuroSky自家工程师,这不利于第三方的深度开发。而另一款多通道脑机接口Emotiv,则没有底层的硬件支持数字信号处理,因此还是只能用PC机来实现那些算法,没有真正做到便携。

而到了第三阶段的时候,他希望将产品加入无线模块,并引入更好的工业设计,把产品打造得更便携一些,设计更友好一些。

值得一说的是,ZYQ的项目想以开源的形式,借助团队和社区的力量把产品打造成一个支持二次开发的硬件产品。按照他自己的话来说:

“我是开源的新手,但是我却深深的被这个理念所吸引。我的这个项目更像是一个实验,是希望科学界、产业界和创客社区共同推动某一个领域的发展”

针对这个项目,在场的创客提出了自己的问题和看法。

按照ZYQ的目标客户,定于为创客、科研人员和一些相应领域的公司。根据长尾理论,现在和将来的销售渠道会越来越容易,比如说在淘宝、eBay组册一个账户即可开卖。更关键的是,这款产品打造出来后能否让它的受众知道?

前段时间,有个开发板团队跟开源中国合作,一个星期的出货量超过一千。但是由于服务支持方面没及时跟上,最后这个合作暂停了。对于ZYQ的项目来说,它将来也会面对类似的问题,在产品打磨期间需要把文档和技术支持方面做好,免得给将来造成更大的麻烦。

另外,在用户预期和产品实际效果之间,二者是有差别的。ZYQ也承认“产品初期可能会令人‘失望’,它需要一个“进化”的过程。”除了借助社区和科学界提升算法外,未来,他也考虑搭建相应的云服务,通过云来实现复杂的算法问题。这需要一个相对好的移动网络,也许4G的到来能解决部分问题。

如果读者对这个项目还有别的提问或者建议,欢迎联系ZYQ。(邮箱:billyuqizhang@msn.com,微博:@西弗猝死)

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