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让车辆「读心」脑波剎车让车想停就停
 

【CTIMES / SMARTAUTO ABC_1 报导】    2011年08月09日 星期二

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德国研究所Institute of Physics(IOP)和柏林工业大学(Technical University of Berlin)宣布,开发出了将脑波变化用于汽车剎车的系统。据介绍,脑波剎车比脚踩剎车的停车速度快130ms。在以100km的时速行驶时,130ms相当于3.6m的距离。有关研究的详细论文刊载在学术杂志《Journal of Neural Engineering》上。

事实上,目前许多高档车多已配备辅助剎车系统,当汽车侦测到危险,辅助剎车装置会立即啓动。但是,德国柏林工业大学机器学习小组(Machine Learning Group)的研究人员认为,意念剎车或许可以更有效,因为意念早于剎车动作。

其实一般人不论是在驾驶车辆或做任何运动,在身体开始动作前,通常大脑已经知道下个动作准备做什么。在大部分时候,这个在思考和行动间的时间延迟不是什么大问题,但如果是正在每小时100公里行进的车辆中,前方突然发生异状,这时候每一秒钟都变得非常珍贵了。130毫秒或许看起来不多,但如果在高速行进的车辆能「读心」,便能在高速中提前3.66公尺停止,这可能就是驾驶者是受到惊吓或者受到伤亡的重大差别了。

在实验室中,研究人员采用计算机仿真真实情境,包括对向来车和弯曲道路等,他们要求每个受测者接上电极,在虚拟情境中以时速100公里(60英里)驾驶18公尺。计算机仿真的前方车突然出现剎车灯,迫使受测者不得不踩剎车,研究人员藉由脑波图(electroencephalography;EEG)和肌电图(electromyography;EMG)取得大脑信号。

据了解,该系统是在驾驶仿真器(Drive Simulator)上就座的司机头皮上安装脑波传感器,由此来确认踩下剎车踏板时,大脑的哪个部位最为活跃。同时,为了获知踩下剎车踏板之前的脚部反应,还在司机腿上安装了用于测量肌电(EMG)的传感器。

大脑实际传回的信号并非完全与剎车有关连,但此研究报告的主要作者Stefan Haufe发现,大脑潜意识伴随信号同步发生,时间早于剎车动作130毫秒,这段时间足以减少剎车距离3.6公尺(12英尺)。

当驾驶仿真器以100km的时速行驶时,会再现急转弯道路或突然堵车现象。系统会提示司机与前方行驶车辆保持20m的距离。然后随机让前方车辆紧急剎车,进一步观察司机的反应。在针对18名测试者的调查中发现,驾驶员意识到他们需要减速剎车的时间,EEG的反应比脚踩剎车踏板平均快130毫秒。将EEG与EMG进行比较,多数情况下还是EEG更快。

德国研究人员仿真交通实境,将电极连接驾驶人头皮及右腿,传感器监视被测大脑的活动,测得剎车意念出现在剎车动作前130毫秒,可减少剎车距离3.6公尺。这是研究人员首次使用脑部信号预测驾驶人即将剎车,这项研究将来或可用于开发以意念剎车的技术。

不过,这项研究也存在着两大争议。第一个争议是从大脑中取得的剎车意念渺小、且不够明显。纽约州卫生部沃兹沃斯中心(New York Department of Health’s Wadsworth Center)脑机接口(brain-computer interface)研究人员Gerwin Schalk指出,目前最大挑战是如何有效利用大脑这个重要却又微弱的剎车意念。此外,德国柏林工业大学研究员Benjamin Blankertz则认为,大脑会传回假信息,比如真实危险情况下,驾驶者可能会使用方向盘来转向、偏移或打空档滑行来避开车祸,不一定必须猛踩剎车,剎车动作会依据实际状况不同而采取,并非唯一方法。

第二个争议,则是目前所测得的意念是在实验室中进行,而真实开车上路该如何测得驾驶人的大脑信号,想必又是另一相当大的挑战。受测者在实验室中,坐在仿真器前,头部接上64个电极后且不能随意移动,如此才能自脑波图和肌电图中取得大脑数据。但实际驾驶汽车时,驾驶人却可以随意动作。

其实,以大脑意念控制刹车的研究仍在进行中,尽管研究成果或许无法真正开发出全自动刹车系统,但最终仍可能造就一个可考虑大脑讯息来辅助刹车的系统。

關鍵字: 脑波剎车 
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