智能耳機檢測大腦困倦

    現代人生活忙碌，睡眠時間越來越少。對於需要駕駛或操作重型機械的人來說，無法抗拒的困倦可能會帶來巨大危險甚至致命。為了他們免受睡意困擾，美國加州大學伯克利分校研究團隊日前發明了一種可檢測大腦困倦跡象的耳機，進而提醒人們及時採取相應措施。與傳統腦電圖監測設備相比，這款耳機更加便捷、輕巧且保護用戶隱私。

    研究團隊指出，這款新型耳機內嵌微型電極，設計貼合耳道，能夠高效地捕捉電信號。耳機檢測腦電波的方式與腦電圖相同，腦電波是大腦活動時發出的波狀電信號。此前，受頭骨覆蓋等因素限制，人們能夠捕捉到的腦電波信息有限。近年來，通過有效利用能讀取大量資料的人工智能功能，在短時間內分析檢測到的腦電波資料成為可能。

    研究團隊表示，大多數腦電圖使用一系列連接到頭部的電極來檢測腦電波，而耳機使用內置電極——耳塞來檢測腦電波，耳塞電極專門設計用於與耳道接觸。耳塞檢測到的電信號比傳統腦電圖檢測到的電信號要小，但研究表明，他們的耳部腦電圖平台足夠靈敏，可檢測到阿爾法波。阿爾法波是一種表現大腦活動狀態的腦電波模式，當佩戴者閉上眼睛或開始入睡時，這種模式會增強。

    用耳塞作為腦電圖電極還需解決一些實際難題。為了獲得準確的腦電圖，電極需要與皮膚良好接觸。研究團隊希望設計出一種乾燥且通用的模型，這樣任何人都可將它們塞進耳朵並獲得可靠讀數。團隊最終設計了大、中、小三種尺寸的耳機，耳機採用懸臂設計，包含多個電極，可向耳道施加輕柔的向外壓力，並使用柔性電子器件確保佩戴舒適。信號通過定制的低功耗無線電子介面讀出，靈活的電子元件和低功耗無線介面的應用使資料傳輸變得高效便捷。

    作為實驗的一部分，研究團隊要求九名志願者在黑暗的房間裡戴上耳機，做一系列無聊的任務。每隔一段時間，志願者們會被要求評估自己的困倦程度，並測量他們的反應時間。

    研究結果發現，即使耳機的信號質量不佳，仍能對志願者出現的困倦進行分類，準確度與同類更複雜且笨重的系統相當。這款耳機屬於“開箱即用”設備，在對新使用者進行困倦分類時也能保持準確性。此外，令人振奮的是，這款新耳機的用戶友好度很高，無需繁瑣校準即可迅速投入使用，實現了“隨插即用”的便利性。研究團隊表示，這款新耳機目前已通過多項測試，將在不久的將來投入市場。

    美    子