Гарнитура VR с датчиками ЭЭГ поможет людям с тревожностью и повысит безопасность полетов

Исследователи модифицировали коммерческую гарнитуру виртуальной реальности, наделив ее способностью измерять активность мозга и изучать реакцию на подсказки, стрессы и другие внешние факторы.

Исследовательская группа из Техасского университета в Остине создала неинвазивный датчик электроэнцефалограммы (ЭЭГ), который был установлен в гарнитуру виртуальной реальности Meta, позволяющую комфортно носить ее в течение длительного времени. ЭЭГ измеряет электрическую активность мозга во время иммерсивного взаимодействия с VR.

Устройство можно использовать в самых разных областях: от помощи людям, страдающим от тревожности, до измерения внимания или умственного напряжения летчиков, использующих симулятор полета, и до предоставления человеку возможности увидеть глазами робота.

Виртуальная реальность — это гораздо более захватывающее зрелище, чем просто выполнение действий на большом экране, — говорит Наншу Лу, профессор кафедры аэрокосмической техники и инженерной механики Кокрелловской инженерной школы, возглавлявший исследование.

Это дает пользователю более реалистичные ощущения, а наша технология позволяет лучше измерить, как мозг реагирует на окружающую обстановку.

Исследование опубликовано в журнале Soft Science.

Сочетание VR и датчиков ЭЭГ уже появилось в коммерческой сфере. Однако существующие сегодня устройства являются дорогостоящими, а исследователи утверждают, что их электроды более удобны для пользователя, что увеличивает потенциальное время их ношения и открывает дополнительные возможности применения.

Лучшие на сегодняшний день ЭЭГ-устройства представляют собой шапочку, покрытую электродами, но это плохо сочетается с VR-гарнитурой. К тому же отдельные электроды не позволяют получить точные показания, поскольку волосы мешают им соединяться с кожей головы. Наиболее популярные электроды имеют жесткую и гребенчатую форму и вставляются через волосы, чтобы соединиться с кожей, что вызывает дискомфорт у пользователя.

Все эти распространенные варианты имеют существенные недостатки, которые мы попытались устранить с помощью нашей системы, — говорит Хунбянь Ли, научный сотрудник лаборатории Лу.

В рамках данного проекта под руководством Ли исследователи создали губчатый электрод из мягкого проводящего материала, который позволяет преодолеть эти проблемы. Модифицированная гарнитура оснащена электродами, расположенными на верхнем ремешке и на лобной подушке, гибкой схемой с токопроводящими дорожками, похожими на электронные татуировки Лу, и устройством записи ЭЭГ, закрепленным на задней части гарнитуры.

Эта технология будет использована в другом крупном исследовательском проекте UT Austin: новой сети доставки роботов, которая также станет крупнейшим на сегодняшний день исследованием взаимодействия человека и робота.

Лу является частью этого проекта, и гарнитуры виртуальной реальности будут использоваться людьми, путешествующими вместе с роботами или находящимися в удаленной «обсерватории». Они смогут наблюдать за происходящим с точки зрения робота, и устройство также будет измерять умственную нагрузку от такого наблюдения в течение длительного времени.

Если вы можете видеть глазами робота, это дает более четкое представление о том, как люди реагируют на него, и позволяет операторам следить за своей безопасностью в случае возможных аварий, — сказал Луис Сентис, профессор кафедры аэрокосмической техники и инженерной механики, который руководит проектом по доставке роботов и является соавтором статьи о VR EEG.

Чтобы проверить работоспособность гарнитуры VR EEG, исследователи создали игру. Совместно с Хосе дель Р. Милланом, преподавателем факультета электротехники и вычислительной техники семьи Чандра и Медицинской школы Делла, специалистом по интерфейсам «мозг-машина», они разработали симулятор вождения, в котором пользователь должен нажимать на кнопку, реагируя на команды поворота.

ЭЭГ измеряет мозговую активность пользователей в процессе принятия ими решений о вождении. В данном случае она показывает, насколько внимательны испытуемые.

Исследователи подали предварительную патентную заявку на ЭЭГ и готовы сотрудничать с VR-компаниями для создания встроенной версии этой технологии.

05.08.2023