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Cappellino EEG con 18 elettrodi.

Recentemente, il Ministero dell’Industria e della Tecnologia dell’Informazione ha annunciato la rosa dei candidati per i futuri compiti di innovazione industriale del 2023. ZeroOne, una società di tecnologia di interfaccia cervello-computer della "Big Zero Bay" di Shanghai, ha unito le forze con l'Università Jiao Tong di Shanghai, il Centro di salute mentale di Shanghai, il Sesto ospedale dell'Università di Pechino e l'Università di scienza e tecnologia di Dianzi di Hangzhou per annunciare con successo l'elenco.

Alla fine di agosto dello scorso anno, il Ministero dell’Industria e dell’Informazione ha pubblicato un elenco di futuri compiti di innovazione industriale, che sono principalmente orientati ai due campi di frontiera della futura produzione e dell’informazione futura, concentrandosi sulle quattro direzioni chiave del metaverso, robot umanoidi, interfacce cervello-computer e intelligenza artificiale generale, con 52 layout di sistema. I compiti specifici saranno svolti secondo il ritmo di pianificazione di un batch, distribuzione di un batch e implementazione di un batch per promuovere l'innovazione e lo sviluppo del mio paese industrie future.

Nel percorso dell'industria dell'interfaccia cervello-computer, Zero Vision ha scelto la strada impopolare del "non invasivo + emozione". Attualmente, 7 prototipi multimodali di valutazione della depressione e sistemi di raccolta dati zero-dimensionali sviluppati in modo indipendente dall'azienda sono stati implementati nei reparti psichiatrici di 3 ospedali terziari, ottenendo oltre 4.500 valutazioni del tempo paziente dello stato depressivo dei pazienti e valutazioni multimodali valutazione di soggetti sani. La raccolta di dati emotivi accelererà l'implementazione della tecnologia dell'interfaccia cervello-computer emozionale.

"Scatta una foto" del tuo umore in 10 minuti

Scenario di test "Macchina radiografica emotiva".

Di solito, che si tratti di una frattura o di un'infezione polmonare, i medici chiedono al paziente di eseguire una radiografia per controllare le lesioni prima di fare una diagnosi. La diagnosi di malattia mentale può essere ottenuta anche attraverso simili “riprese”? Tre anni fa, Lingyiyisi, nata all'Università Jiao Tong di Shanghai, sta lavorando duramente per trasformare questa idea in realtà.

Indossa il cappuccio dell'EEG, siediti sul sedile come alla guida di un gioco di corse e rispondi alle domande mentre guardi il materiale emozionante visualizzato sul computer. A Lingweisi il giornalista ha assistito con i propri occhi al processo diagnostico della "macchina a raggi X emotiva".

"Vedrai una serie di immagini o video, per favore scegli l'emozione espressa nell'immagine." Mentre il tester dava le istruzioni, sullo schermo è apparso un dipinto ad olio del XVIII secolo "La Sacerdotessa Ubriaca" e il protagonista ha mostrato un aspetto elegante e sorriso amichevole. Sembra essere leggermente alticcio. In questo momento, sebbene non vi fosse alcuna espressione sul viso del soggetto, la curva delle onde cerebrali fluttuava immediatamente sullo schermo del computer vicino e le sue attività mentali venivano "disegnate" in tempo reale. L'intero processo è durato circa 10 minuti.

Dopo l'elaborazione dell'algoritmo, il report sullo stato di depressione viene completato in 2 minuti. Il rapporto indicava chiaramente i parametri di rischio quantificati dei soggetti che soffrivano di depressione e ansia. Le diverse dimensioni visualizzate nel grafico radar costituiscono la base principale per giudicare la depressione.

Lu Baoliang, professore del Dipartimento di Informatica e Ingegneria dell'Università Jiao Tong di Shanghai e capo scienziato di ZeroOne, ha spiegato ai giornalisti che il feedback emotivo dei pazienti depressi è diverso da quello della gente comune. Ad esempio, la maggior parte delle persone si sente felice e pacifica quando vede la "Sacerdotessa", ma i pazienti depressi generalmente non riescono a provare felicità. Questo perché i pazienti depressi sono più inclini a fare scelte negative. In passato, quando misurati attraverso scale, i soggetti potevano nascondere i loro veri sentimenti, ma era difficile per loro sfuggire agli "occhi abbaglianti" della "macchina a raggi X emotiva".

L'eye tracker desktop è anche ciò che distingue questo dispositivo dalle apparecchiature generali per il test delle emozioni. Lu Baoliang ha affermato che i segnali dei movimenti oculari sono più strettamente correlati alle emozioni che alle espressioni facciali. L'eye tracker installato nella parte inferiore dello schermo può raccogliere più di 100 caratteristiche del movimento oculare come il diametro della pupilla, la frequenza delle palpebre e il punto di sguardo, riflettendo così realmente lo stato emotivo delle persone.

Il primo set di dati sulle emozioni standard riconosciuto a livello globale

Come vengono catturate le emozioni? Il segreto è nascosto nel cappuccio dell'EEG. I suoi 18 elettrodi toccano il cuoio capelluto del soggetto come piccoli artigli, coprendo e monitorando tutte le aree del cervello.

Il cappuccio EEG è un dispositivo di rilevamento in grado di raccogliere un segnale EEG con una sola "zampa". Lv Baoliang ha affermato che per quanto riguarda il percorso tecnico chiave per la raccolta dei segnali EEG, ZeroUniversal ha finalmente scelto un metodo non invasivo. Sebbene i segnali EEG raccolti da dispositivi non invasivi siano più difficili da elaborare, sono più sicuri e più adatti a una gamma più ampia di persone.

Oltre al miglioramento continuo del comfort dei dispositivi hardware come le cuffie EEG, anche la creazione di un set di dati standard per le interfacce cervello-computer emotive è un argomento importante nel campo delle interfacce cervello-computer emotive. A causa del campo di ricerca di nicchia, delle costose apparecchiature di acquisizione e della complessa annotazione dei dati, i set di dati EEG emotivi standard riconosciuti a livello globale sono estremamente rari.

Nel 2014, il team di Lu Baoliang ha proposto per la prima volta al mondo una struttura di interfaccia emotiva multimodale cervello-computer che integra segnali EEG e segnali di movimento oculare, e ha creato un set di dati per esso. Oggi, questo set di dati denominato SEED è diventato il set di dati EEG emozionale più ampio e diversificato al mondo ed è anche uno dei due set di dati EEG emozionali standard più comunemente utilizzati nel campo. Dal suo rilascio pubblico nell'ottobre 2015, circa 2.000 università e istituti di ricerca scientifica provenienti da 81 paesi e regioni di tutto il mondo hanno richiesto l'utilizzo, con oltre 4.880 domande e oltre 1.400 articoli pubblicati.

Prendendo come esempio il set di dati SEED di tre tipi di onde cerebrali emotive, il team di Lu Baoliang ha selezionato un totale di 15 filmati di tre tipi di emozioni come materiale che induce emozioni e ha raccolto e registrato l'EEG secondo gli standard internazionali contiene 15 soggetti, EEG a 62 derivazioni e dati sui movimenti oculari provenienti da 3 volte per persona. I risultati mostrano che i segnali dei movimenti oculari sono un ottimo segnale di riconoscimento delle emozioni. Se i segnali EEG o i segnali dei movimenti oculari vengono utilizzati da soli, i rispettivi tassi di riconoscimento sono di circa il 78%. Se questi due segnali vengono fusi attraverso l’apprendimento classico d’insieme, il tasso di riconoscimento dei tre tipi di emozioni aumenta all’88%.

Sulla base di una serie di ricerche originali nel campo dell'intelligenza emotiva e dell'interfaccia emotiva cervello-computer, Lu Baoliang è stato selezionato nell'elenco 2023 dei "Ricercatori cinesi altamente citati" di Elsevier nel marzo di quest'anno. Questo è il quarto anno consecutivo in cui è stato selezionato per l'elenco dal 2020. Elenco.

L'innovazione di minoranza "Bole" continua

Negli ultimi due anni, la popolarità delle interfacce cervello-computer è aumentata notevolmente. Nel marzo di quest'anno, la società americana Neuralink ha mostrato un video del primo paziente con un impianto di interfaccia cervello-computer che giocava a scacchi e giocava con la mente. Più o meno nello stesso periodo, il team del professor Hong Bo presso la Scuola di Medicina dell'Università di Tsinghua ha utilizzato un'interfaccia semi-invasiva cervello-computer per aiutare i pazienti con paraplegia elevata a bere acqua in modo autonomo e controllato dal cervello.

Di fronte al "vento" dell'industria del futuro, molti investitori sono alla ricerca di tecnologie e prodotti di interfaccia cervello-computer che rappresentino la direzione futura del mercato. Quando gli investitori trovano Lingyousi, fanno sempre una domanda a Lu Baoliang: "La tua 'macchina a raggi X emotiva' può ottenere un certificato di dispositivo medico di Classe III?"

In base al modo in cui i sensori acquisiscono i segnali cerebrali, le interfacce cervello-computer si dividono in invasive e non invasive. Nel percorso "caldo" dell'interfaccia cervello-computer, molte persone devono ancora vedere chiaramente come la tecnologia dell'interfaccia cervello-computer non invasiva possa essere implementata su larga scala. In termini di scopo e funzione, le interfacce cervello-computer possono essere divise in due direzioni: sport ed emozioni. Zero One Idea ha scelto il campo emotivo relativamente impopolare.

Fortunatamente, c’è un successo costante su questa strada meno entusiasmante dell’innovazione. Nel 2019, la ricerca sull'interfaccia emotiva cervello-computer di Lu Baoliang è diventata parte del primo grande progetto di ricerca sull'intersezione di ingegneria medica lanciato dall'Università Jiao Tong di Shanghai. Al progetto partecipano congiuntamente 7 professori, tra cui il direttore Sun Bomin del dipartimento di neurochirurgia funzionale dell'ospedale Ruijin e il professor Fang Yiru del centro di salute mentale di Shanghai. Nel 2021, Lu Baoliang ha accettato l'investimento di miHoYo per fondare Lingyouxi, dedicata alla ricerca e allo sviluppo di "macchine a raggi X emotive".

Questa volta, Lu Baoliang ha visto ancora una volta la primavera della "ricerca fredda" quando è stato selezionato nella futura lista dei compiti di innovazione industriale. I dati mostrano che nel 2021 il numero di psichiatri nel mio paese rappresenta meno dell’1,5% del numero di medici nel paese. La disparità nel rapporto medico-paziente nel campo delle malattie mentali mette in luce le prospettive di applicazione sul mercato delle "macchine a raggi X emotive".

Attualmente, Lingweisi sta facendo ogni sforzo per richiedere un certificato di dispositivo medico di classe III per la "macchina a raggi X emotiva" e attende con impazienza i primi benefici della tecnologia dell'interfaccia cervello-computer emotivo per il pubblico.

Autore: Shen Qiusha

Testo: Shen Qiusha Immagini: Shen Qiusha, foto fornite dagli intervistati Editore: Fu Lu

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