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Gorro EEG con 18 electrodos.

Recientemente, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información anunció la lista corta de las Futuras Tareas de Innovación Industrial de 2023. ZeroOne, una empresa de tecnología de interfaz cerebro-computadora de la "Gran Bahía Cero" de Shanghai, se unió a la Universidad Jiao Tong de Shanghai, el Centro de Salud Mental de Shanghai, el Sexto Hospital de la Universidad de Pekín y la Universidad de Ciencia y Tecnología Dianzi de Hangzhou para anunciar con éxito la lista.

A finales de agosto del año pasado, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información publicó una lista de futuras tareas de innovación industrial, que están orientadas principalmente a los dos campos fronterizos de la fabricación futura y la información futura, centrándose en las cuatro direcciones clave del metaverso. robots humanoides, interfaces cerebro-computadora e inteligencia artificial general, con 52 diseños de sistemas. Se llevarán a cabo tareas específicas de acuerdo con el ritmo de planificación de un lote, implementación de un lote e implementación de un lote para promover la innovación y el desarrollo de mi país. industrias futuras.

En la industria de la interfaz cerebro-computadora, Zero Vision ha elegido la ruta impopular de "emoción + no invasiva". Actualmente, se han implementado 7 prototipos de evaluación de depresión multimodal y sistemas de recopilación de datos de dimensión cero desarrollados de forma independiente por la compañía en los departamentos de psiquiatría de 3 hospitales terciarios, logrando más de 4500 evaluaciones de tiempo-paciente del estado de depresión de los pacientes y pruebas multimodales. La evaluación de sujetos sanos. La recopilación de datos emocionales acelerará la implementación de la tecnología de interfaz emocional cerebro-computadora.

"Haz una foto" de tu estado de ánimo en 10 minutos

Escenario de prueba "Máquina de rayos X emocionales".

Por lo general, ya sea una fractura o una infección pulmonar, los médicos le pedirán al paciente que se tome una radiografía para comprobar las lesiones antes de hacer un diagnóstico. ¿Se puede diagnosticar una enfermedad mental también mediante una "filmación" similar? Hace tres años, Lingyiyisi, que nació en la Universidad Jiao Tong de Shanghai, está trabajando arduamente para convertir esta idea en realidad.

Póngase la gorra EEG, siéntese en el asiento como si estuviera conduciendo un juego de carreras y responda preguntas mientras mira el material que induce emociones que se muestra en la computadora. En Lingweisi, el periodista presenció con sus propios ojos el proceso de diagnóstico de la "máquina de rayos X emocionales".

"Verá un conjunto de imágenes o videos, elija la emoción expresada en la imagen". Mientras el evaluador daba las instrucciones, apareció en la pantalla una pintura al óleo del siglo XVIII, "Sacerdotisa borracha", y la protagonista mostró una apariencia elegante y elegante. Sonrisa amistosa. Parece estar un poco borracho. En ese momento, aunque no había expresión en el rostro del sujeto, la curva de ondas cerebrales fluctuó inmediatamente en la pantalla de la computadora cercana y sus actividades mentales se "dibujaron" en tiempo real. Todo el proceso duró unos 10 minutos.

Después del procesamiento del algoritmo, se completa un informe del estado de depresión en 2 minutos. El informe marca claramente los parámetros de riesgo cuantificados de los sujetos que sufren de depresión y ansiedad. Las diversas dimensiones mostradas en el gráfico de radar son la base principal para juzgar la depresión.

Lu Baoliang, profesor del Departamento de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y científico jefe de ZeroOne, explicó a los periodistas que la retroalimentación emocional de los pacientes con depresión es diferente a la de la gente común. Por ejemplo, la mayoría de las personas se sienten felices y en paz cuando ven a la "Sacerdotisa", pero los pacientes con depresión generalmente no pueden sentir felicidad. Esto se debe a que los pacientes con depresión son más propensos a tomar decisiones negativas. En el pasado, cuando se medía a través de escalas, los sujetos podían ocultar sus verdaderos sentimientos, pero les resultaba difícil escapar de los "ojos deslumbrantes" de la "máquina de rayos X emocionales".

El rastreador ocular de escritorio también es lo que distingue a este dispositivo de los equipos de prueba de emociones generales. Lu Baoliang dijo que las señales de movimiento ocular están más estrechamente relacionadas con las emociones que con las expresiones faciales. El rastreador ocular instalado en la parte inferior de la pantalla puede recopilar más de 100 características de movimientos oculares, como el diámetro de la pupila, la frecuencia del parpadeo y el punto de mirada, reflejando así verdaderamente el estado emocional de las personas.

El primer conjunto de datos de emociones estándar reconocido mundialmente

¿Cómo se captan las emociones? El secreto está escondido en el gorro de EEG. Sus 18 electrodos tocan el cuero cabelludo del sujeto como pequeñas garras, cubriendo y monitoreando todas las áreas del cerebro.

La tapa EEG es un dispositivo sensor que puede recoger una señal EEG con una sola "pata". Lv Baoliang dijo que cuando se trata de la ruta técnica clave de cómo recolectar señales de EEG, ZeroUniversal finalmente eligió un método no invasivo. Aunque las señales de EEG recopiladas por dispositivos no invasivos son más difíciles de procesar, son más seguras y adecuadas para una gama más amplia de personas.

Además de mejorar continuamente la comodidad de uso de dispositivos de hardware como, por ejemplo, gorros EEG, la construcción de un conjunto de datos estándar para interfaces emocionales cerebro-computadora también es un tema importante en el campo de las interfaces emocionales cerebro-computadora. Debido al campo de investigación especializado, los costosos equipos de adquisición y la compleja anotación de datos, los conjuntos de datos de EEG emocionales estándar reconocidos a nivel mundial son extremadamente raros.

En 2014, el equipo de Lu Baoliang propuso por primera vez en el mundo un marco de interfaz emocional cerebro-computadora multimodal que integra señales de EEG y señales de movimiento ocular, y estableció un conjunto de datos para ello. Hoy en día, este conjunto de datos denominado SEED se ha convertido en el conjunto de datos de EEG emocional más grande y diverso del mundo. También es uno de los dos conjuntos de datos de EEG emocional estándar más utilizados en el campo. Desde su lanzamiento público en octubre de 2015, aproximadamente 2.000 universidades e instituciones de investigación científica de 81 países y regiones de todo el mundo han solicitado su uso, con más de 4.880 solicitudes y más de 1.400 artículos publicados.

Tomando como ejemplo el conjunto de datos SEED de tres tipos de ondas cerebrales emocionales, el equipo de Lu Baoliang seleccionó un total de 15 clips de películas de tres tipos de emociones como material inductor de emociones y recopiló y registró EEG de acuerdo con los estándares internacionales. contiene 15 sujetos, EEG de 62 derivaciones y datos de movimientos oculares de tres veces por persona. Los resultados muestran que las señales de movimiento ocular son una muy buena señal de reconocimiento de emociones. Si se utilizan solas señales de EEG o señales de movimiento ocular, sus respectivas tasas de reconocimiento son de aproximadamente el 78%. Si estas dos señales se fusionan mediante el aprendizaje conjunto clásico, la tasa de reconocimiento de los tres tipos de emociones aumenta al 88%.

Basado en una serie de investigaciones originales en los campos de la inteligencia emocional y la interfaz emocional cerebro-computadora, Lu Baoliang fue seleccionado en la lista de "Investigadores altamente citados de China" de 2023 de Elsevier en marzo de este año. Este es el cuarto año consecutivo en que ha sido seleccionado. para la lista desde 2020. Lista.

La innovación minoritaria "Bole" continúa

En los últimos dos años, la popularidad de las interfaces cerebro-computadora ha aumentado dramáticamente. En marzo de este año, la empresa estadounidense Neuralink mostró un vídeo del primer paciente con un implante de interfaz cerebro-computadora jugando ajedrez y jugando con la mente. Casi al mismo tiempo, el equipo del profesor Hong Bo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tsinghua utilizó una interfaz cerebro-computadora semiinvasiva para ayudar a los pacientes con paraplejía alta a beber agua de forma autónoma y controlada por el cerebro.

Frente al "viento" de la industria del futuro, muchos inversores buscan tecnologías y productos de interfaz cerebro-computadora que representen la dirección futura del mercado. Cuando los inversores encuentran a Lingyousi, siempre le hacen una pregunta a Lu Baoliang: "¿Puede su 'máquina de rayos X emocionales' obtener un certificado de dispositivo médico de Clase III?"

Según la forma en que los sensores adquieren las señales cerebrales, las interfaces cerebro-computadora se dividen en invasivas y no invasivas. En la "candente" vía de la interfaz cerebro-computadora, muchas personas todavía tienen que ver claramente cómo se puede implementar a gran escala la tecnología no invasiva de interfaz cerebro-computadora. En términos de propósito y función, las interfaces cerebro-computadora se pueden dividir en dos direcciones: deportes y emociones. Zero One Idea eligió el campo emocional relativamente impopular.

Afortunadamente, hay un éxito constante en este camino menos apasionante de la innovación. En 2019, la investigación de la interfaz emocional cerebro-computadora de Lu Baoliang se convirtió en parte del primer gran proyecto de investigación de intersección de ingeniería médica lanzado por la Universidad Jiao Tong de Shanghai. En el proyecto participan conjuntamente siete profesores, incluido el director Sun Bomin del Departamento de Neurocirugía Funcional del Hospital Ruijin y el profesor Fang Yiru del Centro de Salud Mental de Shanghai. En 2021, Lu Baoliang aceptó la inversión de miHoYo para establecer Zero One Idea, dedicada a la investigación y el desarrollo de "máquinas de rayos X emocionales".

Esta vez, Lu Baoliang vio una vez más la primavera de la "investigación en frío" cuando fue seleccionado en la lista de tareas de futura innovación industrial. Los datos muestran que a partir de 2021, el número de psiquiatras en mi país representa menos del 1,5% del número de médicos del país. La disparidad en la proporción médico-paciente en el campo de las enfermedades mentales pone de relieve las perspectivas de aplicación en el mercado de las "máquinas de rayos X emocionales".

Actualmente, Lingweisi está haciendo todo lo posible para solicitar un certificado de dispositivo médico de Clase III para la "máquina de rayos X emocionales" y espera que la tecnología de interfaz emocional cerebro-computadora se beneficie pronto para el público.

Autor: Shen Qiusha

Texto: Shen Qiusha Imágenes: Shen Qiusha, fotografías proporcionadas por los entrevistados Editor: Fu Lu

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