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Capuchon EEG avec 18 électrodes.

Récemment, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a annoncé la liste restreinte des futures tâches d'innovation industrielle pour 2023. ZeroOne, une société de technologie d'interface cerveau-ordinateur de la « Big Zero Bay » de Shanghai, s'est associée à l'Université Jiao Tong de Shanghai, au Centre de santé mentale de Shanghai, au sixième hôpital de l'Université de Pékin et à l'Université des sciences et technologies de Dianzi de Hangzhou pour annoncer avec succès la liste.

À la fin du mois d'août de l'année dernière, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a publié une liste des futures tâches d'innovation industrielle, principalement orientées vers les deux domaines frontières de la fabrication future et de l'information future, en se concentrant sur les quatre directions clés du métaverse, robots humanoïdes, interfaces cerveau-ordinateur et intelligence artificielle générale, avec 52 configurations de système Des tâches spécifiques seront effectuées conformément au rythme de planification d'un lot, de déploiement d'un lot et de mise en œuvre d'un lot pour promouvoir l'innovation et le développement de mon pays. industries du futur.

Dans le domaine de l'industrie des interfaces cerveau-ordinateur, Zero Vision a choisi la voie impopulaire du « non-invasif + émotion ». Actuellement, 7 prototypes d'évaluation multimodale de la dépression et des systèmes de collecte de données zéro dimensionnelle développés indépendamment par la société ont été déployés dans les services psychiatriques de 3 hôpitaux tertiaires, réalisant plus de 4 500 évaluations patient-temps de l'état de dépression des patients et des évaluations multimodales. évaluation de sujets sains. La collecte de données émotionnelles accélérera la mise en œuvre de la technologie d'interface émotionnelle cerveau-ordinateur.

"Prenez une photo" de votre humeur en 10 minutes

Scénario de test « Machine à rayons X émotionnelle ».

Habituellement, qu’il s’agisse d’une fracture ou d’une infection pulmonaire, les médecins demanderont au patient de faire une radiographie pour vérifier les lésions avant de poser un diagnostic. Le diagnostic de maladie mentale peut-il également être obtenu grâce à un « tournage » similaire ? Il y a trois ans, Lingyiyisi, née à l'Université Jiao Tong de Shanghai, travaille dur pour concrétiser cette idée.

Mettez le capuchon EEG, asseyez-vous sur le siège comme si vous conduisiez un jeu de course et répondez aux questions tout en regardant le matériel induisant des émotions affiché sur l'ordinateur. À Lingweisi, le journaliste a été témoin de ses propres yeux du processus de diagnostic de la « machine à rayons X émotionnelle ».

"Vous verrez un ensemble d'images ou de vidéos, veuillez choisir l'émotion exprimée dans l'image." Pendant que le testeur donnait les instructions, une peinture à l'huile du XVIIIe siècle "Prêtresse ivre" est apparue sur l'écran, et le protagoniste a montré un air élégant et sourire amical. Il semble légèrement ivre. À ce moment-là, bien qu'il n'y ait aucune expression sur le visage du sujet, la courbe des ondes cérébrales a immédiatement fluctué sur l'écran de l'ordinateur à proximité et ses activités mentales ont été « dessinées » en temps réel. L'ensemble du processus a duré environ 10 minutes.

Après le traitement de l'algorithme, un rapport sur l'état de la dépression est complété en 2 minutes. Le rapport indique clairement les paramètres de risque quantifiés des sujets souffrant de dépression et d'anxiété. Les différentes dimensions affichées dans le graphique radar constituent la base principale pour juger de la dépression.

Lu Baoliang, professeur au Département d'informatique et d'ingénierie de l'Université Jiao Tong de Shanghai et scientifique en chef de ZeroOne, a expliqué aux journalistes que le retour émotionnel des patients souffrant de dépression est différent de celui des gens ordinaires. Par exemple, la plupart des gens se sentent heureux et paisibles lorsqu'ils voient la « Prêtresse », mais les patients dépressifs ne peuvent généralement pas ressentir de bonheur. Cela est dû au fait que les patients dépressifs sont plus enclins à faire des choix négatifs. Dans le passé, mesurés à l'aide d'une balance, les sujets pouvaient cacher leurs véritables sentiments, mais il leur était difficile d'échapper aux « yeux brillants » de la « machine à rayons X émotionnelle ».

L’eye tracker de bureau est également ce qui distingue cet appareil des équipements généraux de test d’émotions. Lu Baoliang a déclaré que les signaux de mouvement oculaire sont plus étroitement liés aux émotions qu'aux expressions faciales. L'eye tracker installé au bas de l'écran peut collecter plus de 100 caractéristiques de mouvements oculaires telles que le diamètre de la pupille, la fréquence des clignements et le point du regard, reflétant ainsi fidèlement l'état émotionnel des gens.

Le premier ensemble de données standard sur les émotions reconnu mondialement

Comment les émotions sont-elles capturées ? Le secret est caché dans le capuchon EEG. Ses 18 électrodes touchent le cuir chevelu du sujet comme de petites griffes, couvrant et surveillant toutes les zones du cerveau.

Le capuchon EEG est un dispositif de détection capable de collecter un signal EEG avec une seule « patte ». Lv Baoliang a déclaré qu'en ce qui concerne la voie technique clé permettant de collecter les signaux EEG, ZeroUniversal a finalement choisi une méthode non invasive. Bien que les signaux EEG collectés par des appareils non invasifs soient plus difficiles à traiter, ils sont plus sûrs et mieux adaptés à un plus large éventail de personnes.

En plus d'améliorer continuellement le confort de port des dispositifs matériels tels que les capuchons EEG, la création d'un ensemble de données standard pour les interfaces émotionnelles cerveau-ordinateur est également un sujet important dans le domaine des interfaces émotionnelles cerveau-ordinateur. En raison du domaine de recherche de niche, des équipements d'acquisition coûteux et de l'annotation complexe des données, les ensembles de données EEG émotionnelles standard mondialement reconnus sont extrêmement rares.

En 2014, l'équipe de Lu Baoliang a proposé pour la première fois au monde un cadre d'interface multimodale émotionnelle cerveau-ordinateur qui intègre les signaux EEG et les signaux de mouvements oculaires, et a établi un ensemble de données pour celui-ci. Aujourd’hui, cet ensemble de données nommé SEED est devenu l’ensemble de données EEG émotionnelles le plus vaste et le plus diversifié au monde. Il s’agit également de l’un des deux ensembles de données EEG émotionnelles standard les plus couramment utilisés dans le domaine. Depuis sa publication en octobre 2015, environ 2 000 universités et instituts de recherche scientifique de 81 pays et régions du monde ont déposé une demande d'utilisation, avec plus de 4 880 candidatures et plus de 1 400 articles publiés.

En prenant comme exemple l'ensemble de données SEED de trois types d'ondes cérébrales émotionnelles, l'équipe de Lu Baoliang a sélectionné un total de 15 clips vidéo de trois types d'émotions comme matériel induisant des émotions, et a collecté et enregistré l'EEG selon les normes internationales. contient 15 sujets, des données EEG à 62 dérivations et des mouvements oculaires de trois fois par personne. Les résultats montrent que les signaux de mouvement oculaire constituent un très bon signal de reconnaissance des émotions. Si les signaux EEG ou les signaux de mouvements oculaires sont utilisés seuls, leurs taux de reconnaissance respectifs sont d'environ 78 %. Si ces deux signaux sont fusionnés grâce à un apprentissage d’ensemble classique, le taux de reconnaissance des trois types d’émotions s’élève à 88 %.

Sur la base d'une série de recherches originales dans les domaines de l'intelligence émotionnelle et de l'interface émotionnelle cerveau-ordinateur, Lu Baoliang a été sélectionné dans la liste 2023 des « Chercheurs chinois les plus cités » d'Elsevier en mars de cette année. C'est la quatrième année consécutive qu'il est sélectionné. pour la liste depuis 2020. Liste.

L'innovation minoritaire "Bole" continue

Au cours des deux dernières années, la popularité des interfaces cerveau-ordinateur a considérablement augmenté. En mars de cette année, la société américaine Neuralink a montré une vidéo du premier patient doté d'un implant d'interface cerveau-ordinateur jouant aux échecs et à des jeux avec son esprit. À peu près au même moment, l'équipe du professeur Hong Bo de la faculté de médecine de l'université Tsinghua utilisait une interface cerveau-ordinateur semi-invasive pour aider les patients atteints de paraplégie élevée à boire de l'eau de manière autonome et contrôlée par le cerveau.

Face au « vent » de l'industrie du futur, de nombreux investisseurs recherchent des technologies et des produits d'interface cerveau-ordinateur qui représentent l'orientation future du marché. Lorsque les investisseurs trouvent Lingyousi, ils posent toujours une question à Lu Baoliang : « Votre « appareil à rayons X émotionnels » peut-il obtenir un certificat de dispositif médical de classe III ?

En fonction de la manière dont les capteurs acquièrent les signaux cérébraux, les interfaces cerveau-ordinateur sont divisées en invasives et non invasives. Dans le domaine « chaud » de l'interface cerveau-ordinateur, de nombreuses personnes n'ont pas encore compris clairement comment une technologie non invasive d'interface cerveau-ordinateur peut être mise en œuvre à grande échelle. En termes de finalité et de fonction, les interfaces cerveau-ordinateur peuvent être divisées en deux directions : le sport et les émotions. Zero One Idea a choisi le domaine émotionnel relativement impopulaire.

Heureusement, le succès est constant sur cette voie moins passionnante de l’innovation. En 2019, la recherche sur l'interface émotionnelle cerveau-ordinateur de Lu Baoliang est devenue partie intégrante du premier grand projet de recherche à l'intersection du génie médical lancé par l'Université Jiao Tong de Shanghai. Le projet réunit conjointement sept professeurs, dont le directeur Sun Bomin du département de neurochirurgie fonctionnelle de l'hôpital Ruijin et le professeur Fang Yiru du centre de santé mentale de Shanghai. En 2021, Lu Baoliang a accepté l'investissement de miHoYo pour créer Zero One Idea, dédiée à la recherche et au développement de « machines à rayons X émotionnelles ».

Cette fois, Lu Baoliang a de nouveau vu le printemps de la « recherche à froid » lorsqu'il a été sélectionné sur la liste des tâches de la future innovation industrielle. Les données montrent qu'en 2021, le nombre de psychiatres dans mon pays représente moins de 1,5 % du nombre de médecins du pays. La disparité du ratio médecins-patients dans le domaine de la maladie mentale met en évidence les perspectives d'application sur le marché des « appareils à rayons X émotionnels ».

Actuellement, Lingweisi fait tout son possible pour demander un certificat de dispositif médical de classe III pour la « machine à rayons X émotionnelle » et attend avec impatience les premiers bénéfices de la technologie d'interface émotionnelle cerveau-ordinateur pour le public.

Auteur : Shen Qiusha

Texte : Shen Qiusha Photos : Shen Qiusha, photos fournies par les personnes interrogées Editeur : Fu Lu

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