今年发生了重大事件:比利时技术中心Imec,大阪大学科学与工业研究所和Datwyler公司展示了一种非常有趣的设备的原型。 头盔形式的小配件会接收一个EEG并分析接收到的信号,“了解”我们喜欢哪种音乐。 此外,该设备可以分析认知过程,测量情感背景并独立生成音乐以改善此背景。

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phys.org将该设备称为“重大突破”。 我喜欢设备原理中体现的想法:使用比较性EEG分析来确定情感反应,包括音乐作品。 我决定进一步了解该设备及其操作原理。
第一次示范
该耳机原型于2018年1月在拉斯维加斯举行的国际消费电子展(CES 2018)上首次推出。 那些有机会亲自测试头盔的访客表示,shaitan设备真的很欣赏他们的音乐品味。 此外,与设备配合使用的算法会产生音乐信号,从而提升情绪。

根据开发人员的说法,该设备还可以实时检测和捕获情绪,例如在游戏或看电影时。 参加展览的人员的报告记录了对新产品及其功能的极大热情。 研究人员乐意向访客介绍该设备的工作原理。
工作原理
创建头盔本身是为了方便放置所谓的头盔。 干的EEG电极,以金属钉的形式制成,末端呈钝头。 以前,脑电图临床使用以外的最大问题被认为是快速干燥放置电极和长时间使用设备的可能性。 头盔的设计功能,Datwyler干式电极和大容量电池帮助解决了这些问题。 该头盔还配备3.5毫米耳机插孔和蓝牙,以传输音频。

使用电极,该设备可以准确地捕获额叶脑电信号,从而提供有关情绪反应的信息。 然后,该软件处理信号并确定对音乐的情感反应。 该算法不仅分析播放音乐时的情绪状态,还可以将结果记录在用户的个人资料中。 然后,具有自学习功能的AI处理特定用户的许多信号。 当开始校正模式时,该算法会根据用户的偏好实时生成一首音乐。
谁做了什么
众所周知,大阪大学的创新中心从事机器学习算法和系统的人工智能工作,专家在此基础上结合了个性化的情感分类,对用户音乐品味的综合评估以及音乐内容的形成。 大阪大学科学与工业研究所(ISIR)的Natsuo Masayuki教授指出:
“我们在机器学习和情感个体分类方面的经验帮助我们创建了一个独特的EEG系统,将音乐与情感变化联系在一起……我们将基于模型的情感识别与实时音乐创作技术相结合。”
反过来,Imec为头盔的开发感到骄傲,该头盔目前可能是EEG电极最通用的外形。 Imec医疗解决方案高级总监Chris Van Hof特别强调:
“ Imec在这一领域的丰富经验是近十年来设计电路和紧凑型系统以监测EEG的成果。”
Van Hof还指出了大阪大学和Datwyler同事的贡献,并阐明了Imec的主要优点是头盔设计的多功能性。 根据这位科学家的说法,该接口既可以用于临床研究,又可以用作日常小工具,不需要太多时间来安装电极,并且能够在相当长的时间内工作。
Datwyler直接处理干电极。 公司发言人Ronnie Vrijans指出,与Imec一起开发新设备的原型有助于制造出具有更高信号稳定性的干电极,这本身就是一个巨大的成就
关于脑电图和国内研究的一些知识
对于那些尚未完全掌握最新知识的人,EEG或脑电图记录着大脑的生物电活动以研究其功能状态。 脑电图通常用于诊断(医学)和研究目的。 使用连接到头部的脑电图仪电极以无创方式进行电活动记录。 来自电极的信号被放大,然后由ADC处理并以数字形式记录。

在脑电图上,确定大脑电活动的节奏。 根据状态和影响人的因素,所研究的10种节奏(α,β,γ,δ,θ,κ,λ,μ,σ,τ)中的每一个都可以改变。
进行心理声学实验表明,心理现象与脑电图的变化有很强的联系。 听音乐和享受音乐也不例外。
因此,俄罗斯研究人员Nadezhda Kaygorodova,Mikhail Yatsenko,Nikolai Afanasyev在一篇关于实验的充分综合的文章
“脑电图与不同风格的音乐的相关性”中,详细描述了聆听各种风格的音乐时所收到的情绪与听觉期间的脑电图之间的关系。 这项国内研究,除其他外,很可能构成了日比利时发展的基础。
对听音乐时记录的脑电图结果的进一步研究使研究人员想到了将脑电图仪和声音再现设备相结合的想法,该设备可用于纠正压力状况。
2014年在
“将EEG生物反馈技术与音乐疗法相结合以有效纠正压力引起的疾病”一文中描述了原理上与Imec的Eme耳机相似的方法(A. Fedotchev,O. San Zhong, Semikin G.I.)。 这项工作证明了该方法在因压力引起的疾病方面的相对有效性,以及在情绪矫正过程中类似装置的良好性能。
总结
每年,越来越多的基于神经接口的新设备出现,这些设备通常基于EEG原理。 显然,该头盔在理论上没有提供任何新的东西。 它的创造者的优点是不同的:他们首先将通用的可穿戴式EEG设备付诸实践,该设备具有借助音乐纠正情绪的功能。 外形和功能,理论基础和技术的结合再次导致了一个易于扩展的大胆想法的实施。 谢谢您对新产品的意见,以及如何使用此小工具。
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