美国佐治亚理工学院可穿戴智能系统和医疗保健中心携手韩国机构,开发出一种微型脑机接口。其体积小到可置于头部的hair follicle之间,未来有望为残障人士带来福祉。
在过去,脑信号多通过非侵入式方法采集,也就是在人体头皮表面安装电极,并借助导电电极凝胶,以此获得比较好阻抗和数据质量。而侵入式信号采集方法,像脑部植入物,虽也可行,但新研究致力于开发一种既便于放置,又能可靠制造的传感器。乔治亚理工学院乔治・W・伍德鲁夫机械工程学院的哈里斯・桑德斯教授洪耀(Hong Yeo),将较新的微针技术与自身在可穿戴传感器技术方面的深厚专业知识相结合,研发出一种新型无痛、可穿戴的微针脑机接口无线传感器。该传感器能够稳定检测长期脑信号,并且可轻松置于hair follicle之间。
与传统的凝胶或干电极相比,这种新型无线脑接口在皮肤放置位置和极小尺寸方面具备诸多优势。当前的脑机接口系统由体积庞大的电子设备和刚性传感器构成,这使得用户在日常活动中难以正常使用这些接口。洪耀教授及其同事构建的微尺度神经信号采集传感器,可在日常活动中轻松佩戴,为脑机接口设备开拓了新的发展潜力。其技术运用导电聚合物微针捕捉电信号,并通过柔性聚酰亚胺 / 铜线传输这些信号,所有部件都被封装在不到 1 毫米的空间内。
洪耀教授认为,研究结果显示这种可穿戴脑机接口系统有望实现实用且连续的接口传动,推动机器与人类融合技术在日常生活中的应用。研究团队还通过两种方式对脑机接口系统展开测试。在一个实验中,他们把用户的脑信号传输到运行电话应用程序的计算机上;在第二个实验中,将脑信号发送到用户佩戴的一副眼镜上,并用其控制用户智能手机上的应用程序。测试结果显示,新系统捕捉信号的准确率约为 96.4%,且能稳定运行长达 12 个小时 。
这一成果加强了数字环境与物理环境之间的整合效果,为脑机接口在日常生活中的持续使用开辟了新途径 。随着该技术的不断完善与发展,未来或许能帮助残障人士更好地与外界交互,提升他们的生活质量,在医疗康复等领域发挥重要作用 。
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