Khoa thần kinh trong ghế lái
Mehul Nayak
28 thg 4, 2022
Chia sẻ:
Được viết bởi Tiến sĩ Nikolas Williams, Nhà khoa học nghiên cứu EMOTIV.
Vài tháng trước, tôi đã chuyển trở lại Mỹ sau tám năm sống ở nước ngoài. Một phần của việc bắt đầu lại có nghĩa là mua sắm tất cả những thứ cần thiết cho cuộc sống. Ngoài một chiếc ghế sofa, giường, và bàn ăn, tất nhiên tôi cần một chiếc xe hơi. Tự coi mình là một người thông minh về tài chính, tôi chỉ tìm kiếm những mẫu xe cũ, tiết kiệm chi phí nhưng nhanh chóng cảm thấy chán nản bởi giá cả bị thổi phồng và nguồn cung khan hiếm. Thị trường xe cũ năm 2021 đã thực tế ép buộc tôi phải mua xe mới, điều mà cuối cùng tôi đã làm. Nỗi thất vọng của tôi về việc vi phạm các quy tắc tài chính cá nhân cơ bản đã nhanh chóng được thay thế bằng sự nhiệt tình không kiềm chế về sự thoải mái và các tính năng mà chiếc SUV Toyota mới tinh của tôi mang lại.
Tôi đặc biệt bị thu hút bởi các tính năng lái tự động mà, đến thời điểm này, tôi chỉ đọc qua. Tay lái hỗ trợ và radar nhìn về phía trước khiến những chuyến đi dài trở nên dễ dàng. Tôi chỉ cần giữ mắt trên đường và một tay đặt trên vô lăng và chiếc xe của tôi cơ bản tự lái. Thêm vào đó, chức năng tránh va chạm, giám sát điểm mù, camera phía sau với hệ thống cảnh báo để đảm bảo tôi không đâm vào ai đó đang băng qua phía sau, và chiếc xe mới này một cách khách quan an toàn hơn nhiều so với những chiếc xe mẫu cũ mà tôi đã lái trong phần lớn thời gian của thập kỷ qua.
Đương nhiên, xe hơi vẫn chưa tự lái. Mặc dù chúng có các tính năng tự động và an toàn thú vị, xe hơi vẫn yêu cầu sự giám sát của người lái và, khi cần thiết, can thiệp. Chúng ta còn rất xa mới loại bỏ yếu tố con người khi lái xe và chính yếu tố này là nguyên nhân chủ yếu gây ra tai nạn ô tô và tử vong. Con người gây ra sai sót khi cầm lái. Dù họ nghĩ rằng điều khiển một phương tiện sau khi uống rượu là một ý tưởng tốt, hoặc rằng vượt tốc độ là thú vị, hay rằng họ cần cố gắng thêm vài dặm nữa trước khi dừng lại để nghỉ ngơi, con người gây ra rất nhiều sự cố ô tô có thể ngăn chặn được.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
Theo Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường bộ Quốc gia (NHTSA), đã có 36.096 vụ tử vong do tai nạn giao thông đường bộ vào năm 2019. Đối với năm 2020, số vụ chết người được ước tính trên 38.000 [1]. Một tỷ lệ lớn trong số này được cho là do lái xe mạo hiểm và do đó có thể ngăn chặn được. NHTSA đã xác định sáu loại lái xe mạo hiểm: lái xe vượt tốc độ, lái xe trong tình trạng say sỉn và dùng thuốc, không sử dụng (hoặc sử dụng không đúng cách) dây an toàn, lái xe mất tập trung, và lái xe trong tình trạng buồn ngủ. Khi hai phần ba số vụ tử vong giao thông có thể quy cho lái xe vượt tốc độ và lái xe trong tình trạng say, nhiều chiến dịch can thiệp là điều chính đáng nhằm giải quyết những rủi ro này. Tuy nhiên, lái xe mất tập trung và buồn ngủ dẫn đến một số vụ tử vong không thể bỏ qua với 3.142 trường hợp chết người liên quan đến phân tâm và 697 trường hợp chết người liên quan đến buồn ngủ vào năm 2019 [2].
Sử dụng khoa học thần kinh để đo lường sự chú ý trong phòng thí nghiệm
Khoa học thần kinh trong ghế lái - Sử dụng khoa học thần kinh để đo lường sự chú ý trong phòng thí nghiệm.
Các nhà khoa học thần kinh sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để đo lường sự chú ý trong phòng thí nghiệm. Một trong những phương pháp này tận dụng thực tế rằng não của chúng ta phát ra một lượng nhỏ điện khi các tế bào thần kinh bắn. Bằng cách sử dụng điện não đồ (EEG), chúng ta có thể đo lường sự dao động trong điện này để hiểu khi nào và nơi nào não hoạt động. Tốc độ, hay tần số, mà các dao động này xảy ra được gọi là dao động, hoặc thường được biết đến là sóng não. Tần số của sóng não có thể cung cấp thông tin về trạng thái tinh thần hoặc quá trình của con người.
Ví dụ, sóng não dao động từ 14 đến 30 lần mỗi giây (hoặc 14 - 30 Hz) được gọi là sóng beta và liên quan đến mức độ gắn kết tinh thần cao. Dao động trong khoảng 8 - 13 Hz được gọi là sóng alpha và thường xuất hiện trong các thời kỳ thư giãn hoặc chú ý thụ động. Ví dụ, bạn thường thấy sóng alpha khi một người thiền. Sóng theta là dao động giữa 4 và 7 Hz và được nhìn thấy khi một người thư giãn sâu hoặc buồn ngủ. Những sóng chậm nhất là sóng delta (1 - 4 Hz) và được quan sát khi một người đang ngủ sâu.
Xem bài viết liên quan Hướng dẫn giới thiệu về EEG
Tại phòng thí nghiệm, các nhà khoa học có thể đo lường thời gian, độ lớn, và tần số của sóng não để xác định mức độ tham gia hoặc không tham gia của tâm trí một người trong các nhiệm vụ. Ví dụ, khi một người thấy hoặc nghe điều mà họ đã và đang theo dõi, EEG của họ hiện lên một phản ứng rất cụ thể gọi là P300, đây là một sóng có biên độ lớn xảy ra khoảng 300 ms sau khi vật xuất hiện [3]. Tương tự, sự giảm tần số sóng alpha có thể chỉ ra rằng ai đó đang chú ý theo dõi điều gì đó [4]. Sự buồn ngủ cũng tạo ra chữ ký EEG có thể phát hiện được thông qua những thay đổi trong sóng delta, theta và alpha [5].
Làm thế nào chúng ta có thể đo lường sự chú ý trong một chiếc xe?
Trong một phương tiện, chúng ta có thể đo lường sự chú ý và buồn ngủ bằng các phương pháp hành vi. Ví dụ, camera có thể theo dõi mắt của tài xế để đảm bảo rằng họ đang nhìn vào đường. Tương tự, camera có thể phát hiện khi đầu của tài xế bắt đầu gật gù cho thấy họ đang buồn ngủ. Tuy nhiên, chỉ vì một người đang nhìn vào đường hoặc đầu họ không rủ xuống không có nghĩa là họ đang tập trung hoặc không mệt mỏi. EEG có thể tăng cường việc phát hiện những trạng thái nguy hiểm này. Chúng thậm chí có thể dự đoán được chúng trước khi chúng trở nên có thể phát hiện bằng hành vi.
Khoa học thần kinh trong ghế lái - EEG có thể tăng cường việc phát hiện những trạng thái nguy hiểm này. Chúng thậm chí có thể dự đoán được chúng trước khi chúng trở nên có thể phát hiện bằng hành vi.
Vào năm 2020, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một tổng quan hệ thống về các nghiên cứu đã sử dụng tai nghe EEG thương mại có sẵn để phát hiện tình trạng buồn ngủ theo thời gian thực [6]. Họ báo cáo rằng tai nghe được sử dụng nhiều nhất trong các nghiên cứu loại này là của EMOTIV, tiếp theo là Neurosky, Interaxon và OpenBCI. Đối với việc phát hiện buồn ngủ, họ nhận thấy rằng ngay cả các đặc điểm EEG cơ bản, như tần số dao động, cũng có thể được sử dụng để phát hiện tình trạng buồn ngủ. Tuy nhiên, họ lưu ý rằng trong nhiều trường hợp, "tối ưu hóa thuật toán vẫn cần thiết", có nghĩa là các thuật toán học máy đã dẫn đến việc phát hiện chính xác hơn.
Tận dụng EEG thương mại và các thuật toán học máy để giúp chúng ta an toàn hơn
EMOTIV đã dẫn đầu trong lĩnh vực EEG thương mại trong hơn một thập kỷ. Trong thời gian này, họ đã phát triển hệ thống EEG dưới nhiều hình thức khác nhau, từ mũ nghiên cứu truyền thống 32 kênh đến tai nghe trong tai 2 kênh. Các hệ thống có kiểu dáng gọn nhẹ, như tai nghe MN8 hoặc Insight, đại diện cho những bước đầu tiên hướng tới công nghệ thần kinh có thể sử dụng hàng ngày. Bằng cách tích hợp những loại phần cứng này vào điều khiển ô tô, chúng ta có thể ngăn ngừa tai nạn trước khi các trạng thái tinh thần góp phần xảy ra.
Khoa học thần kinh trong ghế lái - Tận dụng EEG thương mại và các thuật toán học máy để giúp chúng ta an toàn hơn.
Tích hợp phần cứng EEG vào xe hơi chỉ là một phần của giải pháp. Để khai thác dữ liệu não thu được, chúng ta cần xử lý nó thành các chỉ số hữu ích. Các thuật toán học máy tinh vi đạt được điều này bằng cách giải mã dữ liệu EEG thành các đặc điểm có thể chỉ số hóa các trạng thái tinh thần cụ thể. Đến nay, EMOTIV đã phát triển bảy loại phát hiện như vậy: sự thất vọng, sự quan tâm, sự thư giãn, sự tham gia, sự phấn khích, sự chú ý và sự căng thẳng. Kỹ sư EMOTIV đã làm việc chặt chẽ với các nhà khoa học thần kinh để phát triển những phát hiện này thông qua các nghiên cứu thực nghiệm nghiêm ngặt sử dụng các quy trình đã được biết đến làm bộc lộ các trạng thái này. Trong lĩnh vực ô tô, Emotiv hiện đang tinh chỉnh một hệ thống phát hiện phân tâm người lái được phát triển trong một mô phỏng lái xe. Điều này theo sau các kết quả đầy hứa hẹn từ một sự hợp tác với Câu lạc bộ Ô tô Hoàng gia Tây Úc, dẫn đến một chiếc xe "sử dụng năng lượng chú ý" mà có thể giảm tốc độ khi sự chú ý giảm [7]. Bạn có thể tìm thấy một số video về cuộc hợp tác và kết quả trên YouTube.
Khoa học thần kinh và tương lai của việc lái xe
Khoa học thần kinh trong ghế lái - Khoa học thần kinh và tương lai của việc lái xe.
Từ những can thiệp sớm như dây an toàn và các dải rung đến những can thiệp hiện đại như phanh khẩn cấp tự động và lái xe hỗ trợ, xe của chúng ta đã trở nên an toàn hơn rất nhiều. Tuy nhiên, số người chết vì tai nạn hàng năm chứng tỏ rằng chúng ta còn rất xa mới đạt được điểm mà các phương tiện có thể được coi là "an toàn". Khi công nghệ tiến bộ, xe của chúng ta chắc chắn sẽ tiếp tục an toàn hơn, nhưng miễn là con người vẫn là người điều khiển phương tiện chính, sẽ tiếp tục có những vụ tai nạn do con người gây ra. Công nghệ EEG đại diện cho một con đường hứa hẹn đặc biệt để giảm thiểu yếu tố con người bằng cách phát hiện các chỉ báo tinh tế và can thiệp trước khi các điều kiện gây ra tai nạn xảy ra.
Tài liệu tham khảo
Được viết bởi Tiến sĩ Nikolas Williams, Nhà khoa học nghiên cứu EMOTIV.
Vài tháng trước, tôi đã chuyển trở lại Mỹ sau tám năm sống ở nước ngoài. Một phần của việc bắt đầu lại có nghĩa là mua sắm tất cả những thứ cần thiết cho cuộc sống. Ngoài một chiếc ghế sofa, giường, và bàn ăn, tất nhiên tôi cần một chiếc xe hơi. Tự coi mình là một người thông minh về tài chính, tôi chỉ tìm kiếm những mẫu xe cũ, tiết kiệm chi phí nhưng nhanh chóng cảm thấy chán nản bởi giá cả bị thổi phồng và nguồn cung khan hiếm. Thị trường xe cũ năm 2021 đã thực tế ép buộc tôi phải mua xe mới, điều mà cuối cùng tôi đã làm. Nỗi thất vọng của tôi về việc vi phạm các quy tắc tài chính cá nhân cơ bản đã nhanh chóng được thay thế bằng sự nhiệt tình không kiềm chế về sự thoải mái và các tính năng mà chiếc SUV Toyota mới tinh của tôi mang lại.
Tôi đặc biệt bị thu hút bởi các tính năng lái tự động mà, đến thời điểm này, tôi chỉ đọc qua. Tay lái hỗ trợ và radar nhìn về phía trước khiến những chuyến đi dài trở nên dễ dàng. Tôi chỉ cần giữ mắt trên đường và một tay đặt trên vô lăng và chiếc xe của tôi cơ bản tự lái. Thêm vào đó, chức năng tránh va chạm, giám sát điểm mù, camera phía sau với hệ thống cảnh báo để đảm bảo tôi không đâm vào ai đó đang băng qua phía sau, và chiếc xe mới này một cách khách quan an toàn hơn nhiều so với những chiếc xe mẫu cũ mà tôi đã lái trong phần lớn thời gian của thập kỷ qua.
Đương nhiên, xe hơi vẫn chưa tự lái. Mặc dù chúng có các tính năng tự động và an toàn thú vị, xe hơi vẫn yêu cầu sự giám sát của người lái và, khi cần thiết, can thiệp. Chúng ta còn rất xa mới loại bỏ yếu tố con người khi lái xe và chính yếu tố này là nguyên nhân chủ yếu gây ra tai nạn ô tô và tử vong. Con người gây ra sai sót khi cầm lái. Dù họ nghĩ rằng điều khiển một phương tiện sau khi uống rượu là một ý tưởng tốt, hoặc rằng vượt tốc độ là thú vị, hay rằng họ cần cố gắng thêm vài dặm nữa trước khi dừng lại để nghỉ ngơi, con người gây ra rất nhiều sự cố ô tô có thể ngăn chặn được.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
Theo Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường bộ Quốc gia (NHTSA), đã có 36.096 vụ tử vong do tai nạn giao thông đường bộ vào năm 2019. Đối với năm 2020, số vụ chết người được ước tính trên 38.000 [1]. Một tỷ lệ lớn trong số này được cho là do lái xe mạo hiểm và do đó có thể ngăn chặn được. NHTSA đã xác định sáu loại lái xe mạo hiểm: lái xe vượt tốc độ, lái xe trong tình trạng say sỉn và dùng thuốc, không sử dụng (hoặc sử dụng không đúng cách) dây an toàn, lái xe mất tập trung, và lái xe trong tình trạng buồn ngủ. Khi hai phần ba số vụ tử vong giao thông có thể quy cho lái xe vượt tốc độ và lái xe trong tình trạng say, nhiều chiến dịch can thiệp là điều chính đáng nhằm giải quyết những rủi ro này. Tuy nhiên, lái xe mất tập trung và buồn ngủ dẫn đến một số vụ tử vong không thể bỏ qua với 3.142 trường hợp chết người liên quan đến phân tâm và 697 trường hợp chết người liên quan đến buồn ngủ vào năm 2019 [2].
Sử dụng khoa học thần kinh để đo lường sự chú ý trong phòng thí nghiệm
Khoa học thần kinh trong ghế lái - Sử dụng khoa học thần kinh để đo lường sự chú ý trong phòng thí nghiệm.
Các nhà khoa học thần kinh sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để đo lường sự chú ý trong phòng thí nghiệm. Một trong những phương pháp này tận dụng thực tế rằng não của chúng ta phát ra một lượng nhỏ điện khi các tế bào thần kinh bắn. Bằng cách sử dụng điện não đồ (EEG), chúng ta có thể đo lường sự dao động trong điện này để hiểu khi nào và nơi nào não hoạt động. Tốc độ, hay tần số, mà các dao động này xảy ra được gọi là dao động, hoặc thường được biết đến là sóng não. Tần số của sóng não có thể cung cấp thông tin về trạng thái tinh thần hoặc quá trình của con người.
Ví dụ, sóng não dao động từ 14 đến 30 lần mỗi giây (hoặc 14 - 30 Hz) được gọi là sóng beta và liên quan đến mức độ gắn kết tinh thần cao. Dao động trong khoảng 8 - 13 Hz được gọi là sóng alpha và thường xuất hiện trong các thời kỳ thư giãn hoặc chú ý thụ động. Ví dụ, bạn thường thấy sóng alpha khi một người thiền. Sóng theta là dao động giữa 4 và 7 Hz và được nhìn thấy khi một người thư giãn sâu hoặc buồn ngủ. Những sóng chậm nhất là sóng delta (1 - 4 Hz) và được quan sát khi một người đang ngủ sâu.
Xem bài viết liên quan Hướng dẫn giới thiệu về EEG
Tại phòng thí nghiệm, các nhà khoa học có thể đo lường thời gian, độ lớn, và tần số của sóng não để xác định mức độ tham gia hoặc không tham gia của tâm trí một người trong các nhiệm vụ. Ví dụ, khi một người thấy hoặc nghe điều mà họ đã và đang theo dõi, EEG của họ hiện lên một phản ứng rất cụ thể gọi là P300, đây là một sóng có biên độ lớn xảy ra khoảng 300 ms sau khi vật xuất hiện [3]. Tương tự, sự giảm tần số sóng alpha có thể chỉ ra rằng ai đó đang chú ý theo dõi điều gì đó [4]. Sự buồn ngủ cũng tạo ra chữ ký EEG có thể phát hiện được thông qua những thay đổi trong sóng delta, theta và alpha [5].
Làm thế nào chúng ta có thể đo lường sự chú ý trong một chiếc xe?
Trong một phương tiện, chúng ta có thể đo lường sự chú ý và buồn ngủ bằng các phương pháp hành vi. Ví dụ, camera có thể theo dõi mắt của tài xế để đảm bảo rằng họ đang nhìn vào đường. Tương tự, camera có thể phát hiện khi đầu của tài xế bắt đầu gật gù cho thấy họ đang buồn ngủ. Tuy nhiên, chỉ vì một người đang nhìn vào đường hoặc đầu họ không rủ xuống không có nghĩa là họ đang tập trung hoặc không mệt mỏi. EEG có thể tăng cường việc phát hiện những trạng thái nguy hiểm này. Chúng thậm chí có thể dự đoán được chúng trước khi chúng trở nên có thể phát hiện bằng hành vi.
Khoa học thần kinh trong ghế lái - EEG có thể tăng cường việc phát hiện những trạng thái nguy hiểm này. Chúng thậm chí có thể dự đoán được chúng trước khi chúng trở nên có thể phát hiện bằng hành vi.
Vào năm 2020, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một tổng quan hệ thống về các nghiên cứu đã sử dụng tai nghe EEG thương mại có sẵn để phát hiện tình trạng buồn ngủ theo thời gian thực [6]. Họ báo cáo rằng tai nghe được sử dụng nhiều nhất trong các nghiên cứu loại này là của EMOTIV, tiếp theo là Neurosky, Interaxon và OpenBCI. Đối với việc phát hiện buồn ngủ, họ nhận thấy rằng ngay cả các đặc điểm EEG cơ bản, như tần số dao động, cũng có thể được sử dụng để phát hiện tình trạng buồn ngủ. Tuy nhiên, họ lưu ý rằng trong nhiều trường hợp, "tối ưu hóa thuật toán vẫn cần thiết", có nghĩa là các thuật toán học máy đã dẫn đến việc phát hiện chính xác hơn.
Tận dụng EEG thương mại và các thuật toán học máy để giúp chúng ta an toàn hơn
EMOTIV đã dẫn đầu trong lĩnh vực EEG thương mại trong hơn một thập kỷ. Trong thời gian này, họ đã phát triển hệ thống EEG dưới nhiều hình thức khác nhau, từ mũ nghiên cứu truyền thống 32 kênh đến tai nghe trong tai 2 kênh. Các hệ thống có kiểu dáng gọn nhẹ, như tai nghe MN8 hoặc Insight, đại diện cho những bước đầu tiên hướng tới công nghệ thần kinh có thể sử dụng hàng ngày. Bằng cách tích hợp những loại phần cứng này vào điều khiển ô tô, chúng ta có thể ngăn ngừa tai nạn trước khi các trạng thái tinh thần góp phần xảy ra.
Khoa học thần kinh trong ghế lái - Tận dụng EEG thương mại và các thuật toán học máy để giúp chúng ta an toàn hơn.
Tích hợp phần cứng EEG vào xe hơi chỉ là một phần của giải pháp. Để khai thác dữ liệu não thu được, chúng ta cần xử lý nó thành các chỉ số hữu ích. Các thuật toán học máy tinh vi đạt được điều này bằng cách giải mã dữ liệu EEG thành các đặc điểm có thể chỉ số hóa các trạng thái tinh thần cụ thể. Đến nay, EMOTIV đã phát triển bảy loại phát hiện như vậy: sự thất vọng, sự quan tâm, sự thư giãn, sự tham gia, sự phấn khích, sự chú ý và sự căng thẳng. Kỹ sư EMOTIV đã làm việc chặt chẽ với các nhà khoa học thần kinh để phát triển những phát hiện này thông qua các nghiên cứu thực nghiệm nghiêm ngặt sử dụng các quy trình đã được biết đến làm bộc lộ các trạng thái này. Trong lĩnh vực ô tô, Emotiv hiện đang tinh chỉnh một hệ thống phát hiện phân tâm người lái được phát triển trong một mô phỏng lái xe. Điều này theo sau các kết quả đầy hứa hẹn từ một sự hợp tác với Câu lạc bộ Ô tô Hoàng gia Tây Úc, dẫn đến một chiếc xe "sử dụng năng lượng chú ý" mà có thể giảm tốc độ khi sự chú ý giảm [7]. Bạn có thể tìm thấy một số video về cuộc hợp tác và kết quả trên YouTube.
Khoa học thần kinh và tương lai của việc lái xe
Khoa học thần kinh trong ghế lái - Khoa học thần kinh và tương lai của việc lái xe.
Từ những can thiệp sớm như dây an toàn và các dải rung đến những can thiệp hiện đại như phanh khẩn cấp tự động và lái xe hỗ trợ, xe của chúng ta đã trở nên an toàn hơn rất nhiều. Tuy nhiên, số người chết vì tai nạn hàng năm chứng tỏ rằng chúng ta còn rất xa mới đạt được điểm mà các phương tiện có thể được coi là "an toàn". Khi công nghệ tiến bộ, xe của chúng ta chắc chắn sẽ tiếp tục an toàn hơn, nhưng miễn là con người vẫn là người điều khiển phương tiện chính, sẽ tiếp tục có những vụ tai nạn do con người gây ra. Công nghệ EEG đại diện cho một con đường hứa hẹn đặc biệt để giảm thiểu yếu tố con người bằng cách phát hiện các chỉ báo tinh tế và can thiệp trước khi các điều kiện gây ra tai nạn xảy ra.
Tài liệu tham khảo
Được viết bởi Tiến sĩ Nikolas Williams, Nhà khoa học nghiên cứu EMOTIV.
Vài tháng trước, tôi đã chuyển trở lại Mỹ sau tám năm sống ở nước ngoài. Một phần của việc bắt đầu lại có nghĩa là mua sắm tất cả những thứ cần thiết cho cuộc sống. Ngoài một chiếc ghế sofa, giường, và bàn ăn, tất nhiên tôi cần một chiếc xe hơi. Tự coi mình là một người thông minh về tài chính, tôi chỉ tìm kiếm những mẫu xe cũ, tiết kiệm chi phí nhưng nhanh chóng cảm thấy chán nản bởi giá cả bị thổi phồng và nguồn cung khan hiếm. Thị trường xe cũ năm 2021 đã thực tế ép buộc tôi phải mua xe mới, điều mà cuối cùng tôi đã làm. Nỗi thất vọng của tôi về việc vi phạm các quy tắc tài chính cá nhân cơ bản đã nhanh chóng được thay thế bằng sự nhiệt tình không kiềm chế về sự thoải mái và các tính năng mà chiếc SUV Toyota mới tinh của tôi mang lại.
Tôi đặc biệt bị thu hút bởi các tính năng lái tự động mà, đến thời điểm này, tôi chỉ đọc qua. Tay lái hỗ trợ và radar nhìn về phía trước khiến những chuyến đi dài trở nên dễ dàng. Tôi chỉ cần giữ mắt trên đường và một tay đặt trên vô lăng và chiếc xe của tôi cơ bản tự lái. Thêm vào đó, chức năng tránh va chạm, giám sát điểm mù, camera phía sau với hệ thống cảnh báo để đảm bảo tôi không đâm vào ai đó đang băng qua phía sau, và chiếc xe mới này một cách khách quan an toàn hơn nhiều so với những chiếc xe mẫu cũ mà tôi đã lái trong phần lớn thời gian của thập kỷ qua.
Đương nhiên, xe hơi vẫn chưa tự lái. Mặc dù chúng có các tính năng tự động và an toàn thú vị, xe hơi vẫn yêu cầu sự giám sát của người lái và, khi cần thiết, can thiệp. Chúng ta còn rất xa mới loại bỏ yếu tố con người khi lái xe và chính yếu tố này là nguyên nhân chủ yếu gây ra tai nạn ô tô và tử vong. Con người gây ra sai sót khi cầm lái. Dù họ nghĩ rằng điều khiển một phương tiện sau khi uống rượu là một ý tưởng tốt, hoặc rằng vượt tốc độ là thú vị, hay rằng họ cần cố gắng thêm vài dặm nữa trước khi dừng lại để nghỉ ngơi, con người gây ra rất nhiều sự cố ô tô có thể ngăn chặn được.
[block id="cta-shortcode-browse-eeg-headsets-v2"]
Theo Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường bộ Quốc gia (NHTSA), đã có 36.096 vụ tử vong do tai nạn giao thông đường bộ vào năm 2019. Đối với năm 2020, số vụ chết người được ước tính trên 38.000 [1]. Một tỷ lệ lớn trong số này được cho là do lái xe mạo hiểm và do đó có thể ngăn chặn được. NHTSA đã xác định sáu loại lái xe mạo hiểm: lái xe vượt tốc độ, lái xe trong tình trạng say sỉn và dùng thuốc, không sử dụng (hoặc sử dụng không đúng cách) dây an toàn, lái xe mất tập trung, và lái xe trong tình trạng buồn ngủ. Khi hai phần ba số vụ tử vong giao thông có thể quy cho lái xe vượt tốc độ và lái xe trong tình trạng say, nhiều chiến dịch can thiệp là điều chính đáng nhằm giải quyết những rủi ro này. Tuy nhiên, lái xe mất tập trung và buồn ngủ dẫn đến một số vụ tử vong không thể bỏ qua với 3.142 trường hợp chết người liên quan đến phân tâm và 697 trường hợp chết người liên quan đến buồn ngủ vào năm 2019 [2].
Sử dụng khoa học thần kinh để đo lường sự chú ý trong phòng thí nghiệm
Khoa học thần kinh trong ghế lái - Sử dụng khoa học thần kinh để đo lường sự chú ý trong phòng thí nghiệm.
Các nhà khoa học thần kinh sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để đo lường sự chú ý trong phòng thí nghiệm. Một trong những phương pháp này tận dụng thực tế rằng não của chúng ta phát ra một lượng nhỏ điện khi các tế bào thần kinh bắn. Bằng cách sử dụng điện não đồ (EEG), chúng ta có thể đo lường sự dao động trong điện này để hiểu khi nào và nơi nào não hoạt động. Tốc độ, hay tần số, mà các dao động này xảy ra được gọi là dao động, hoặc thường được biết đến là sóng não. Tần số của sóng não có thể cung cấp thông tin về trạng thái tinh thần hoặc quá trình của con người.
Ví dụ, sóng não dao động từ 14 đến 30 lần mỗi giây (hoặc 14 - 30 Hz) được gọi là sóng beta và liên quan đến mức độ gắn kết tinh thần cao. Dao động trong khoảng 8 - 13 Hz được gọi là sóng alpha và thường xuất hiện trong các thời kỳ thư giãn hoặc chú ý thụ động. Ví dụ, bạn thường thấy sóng alpha khi một người thiền. Sóng theta là dao động giữa 4 và 7 Hz và được nhìn thấy khi một người thư giãn sâu hoặc buồn ngủ. Những sóng chậm nhất là sóng delta (1 - 4 Hz) và được quan sát khi một người đang ngủ sâu.
Xem bài viết liên quan Hướng dẫn giới thiệu về EEG
Tại phòng thí nghiệm, các nhà khoa học có thể đo lường thời gian, độ lớn, và tần số của sóng não để xác định mức độ tham gia hoặc không tham gia của tâm trí một người trong các nhiệm vụ. Ví dụ, khi một người thấy hoặc nghe điều mà họ đã và đang theo dõi, EEG của họ hiện lên một phản ứng rất cụ thể gọi là P300, đây là một sóng có biên độ lớn xảy ra khoảng 300 ms sau khi vật xuất hiện [3]. Tương tự, sự giảm tần số sóng alpha có thể chỉ ra rằng ai đó đang chú ý theo dõi điều gì đó [4]. Sự buồn ngủ cũng tạo ra chữ ký EEG có thể phát hiện được thông qua những thay đổi trong sóng delta, theta và alpha [5].
Làm thế nào chúng ta có thể đo lường sự chú ý trong một chiếc xe?
Trong một phương tiện, chúng ta có thể đo lường sự chú ý và buồn ngủ bằng các phương pháp hành vi. Ví dụ, camera có thể theo dõi mắt của tài xế để đảm bảo rằng họ đang nhìn vào đường. Tương tự, camera có thể phát hiện khi đầu của tài xế bắt đầu gật gù cho thấy họ đang buồn ngủ. Tuy nhiên, chỉ vì một người đang nhìn vào đường hoặc đầu họ không rủ xuống không có nghĩa là họ đang tập trung hoặc không mệt mỏi. EEG có thể tăng cường việc phát hiện những trạng thái nguy hiểm này. Chúng thậm chí có thể dự đoán được chúng trước khi chúng trở nên có thể phát hiện bằng hành vi.
Khoa học thần kinh trong ghế lái - EEG có thể tăng cường việc phát hiện những trạng thái nguy hiểm này. Chúng thậm chí có thể dự đoán được chúng trước khi chúng trở nên có thể phát hiện bằng hành vi.
Vào năm 2020, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một tổng quan hệ thống về các nghiên cứu đã sử dụng tai nghe EEG thương mại có sẵn để phát hiện tình trạng buồn ngủ theo thời gian thực [6]. Họ báo cáo rằng tai nghe được sử dụng nhiều nhất trong các nghiên cứu loại này là của EMOTIV, tiếp theo là Neurosky, Interaxon và OpenBCI. Đối với việc phát hiện buồn ngủ, họ nhận thấy rằng ngay cả các đặc điểm EEG cơ bản, như tần số dao động, cũng có thể được sử dụng để phát hiện tình trạng buồn ngủ. Tuy nhiên, họ lưu ý rằng trong nhiều trường hợp, "tối ưu hóa thuật toán vẫn cần thiết", có nghĩa là các thuật toán học máy đã dẫn đến việc phát hiện chính xác hơn.
Tận dụng EEG thương mại và các thuật toán học máy để giúp chúng ta an toàn hơn
EMOTIV đã dẫn đầu trong lĩnh vực EEG thương mại trong hơn một thập kỷ. Trong thời gian này, họ đã phát triển hệ thống EEG dưới nhiều hình thức khác nhau, từ mũ nghiên cứu truyền thống 32 kênh đến tai nghe trong tai 2 kênh. Các hệ thống có kiểu dáng gọn nhẹ, như tai nghe MN8 hoặc Insight, đại diện cho những bước đầu tiên hướng tới công nghệ thần kinh có thể sử dụng hàng ngày. Bằng cách tích hợp những loại phần cứng này vào điều khiển ô tô, chúng ta có thể ngăn ngừa tai nạn trước khi các trạng thái tinh thần góp phần xảy ra.
Khoa học thần kinh trong ghế lái - Tận dụng EEG thương mại và các thuật toán học máy để giúp chúng ta an toàn hơn.
Tích hợp phần cứng EEG vào xe hơi chỉ là một phần của giải pháp. Để khai thác dữ liệu não thu được, chúng ta cần xử lý nó thành các chỉ số hữu ích. Các thuật toán học máy tinh vi đạt được điều này bằng cách giải mã dữ liệu EEG thành các đặc điểm có thể chỉ số hóa các trạng thái tinh thần cụ thể. Đến nay, EMOTIV đã phát triển bảy loại phát hiện như vậy: sự thất vọng, sự quan tâm, sự thư giãn, sự tham gia, sự phấn khích, sự chú ý và sự căng thẳng. Kỹ sư EMOTIV đã làm việc chặt chẽ với các nhà khoa học thần kinh để phát triển những phát hiện này thông qua các nghiên cứu thực nghiệm nghiêm ngặt sử dụng các quy trình đã được biết đến làm bộc lộ các trạng thái này. Trong lĩnh vực ô tô, Emotiv hiện đang tinh chỉnh một hệ thống phát hiện phân tâm người lái được phát triển trong một mô phỏng lái xe. Điều này theo sau các kết quả đầy hứa hẹn từ một sự hợp tác với Câu lạc bộ Ô tô Hoàng gia Tây Úc, dẫn đến một chiếc xe "sử dụng năng lượng chú ý" mà có thể giảm tốc độ khi sự chú ý giảm [7]. Bạn có thể tìm thấy một số video về cuộc hợp tác và kết quả trên YouTube.
Khoa học thần kinh và tương lai của việc lái xe
Khoa học thần kinh trong ghế lái - Khoa học thần kinh và tương lai của việc lái xe.
Từ những can thiệp sớm như dây an toàn và các dải rung đến những can thiệp hiện đại như phanh khẩn cấp tự động và lái xe hỗ trợ, xe của chúng ta đã trở nên an toàn hơn rất nhiều. Tuy nhiên, số người chết vì tai nạn hàng năm chứng tỏ rằng chúng ta còn rất xa mới đạt được điểm mà các phương tiện có thể được coi là "an toàn". Khi công nghệ tiến bộ, xe của chúng ta chắc chắn sẽ tiếp tục an toàn hơn, nhưng miễn là con người vẫn là người điều khiển phương tiện chính, sẽ tiếp tục có những vụ tai nạn do con người gây ra. Công nghệ EEG đại diện cho một con đường hứa hẹn đặc biệt để giảm thiểu yếu tố con người bằng cách phát hiện các chỉ báo tinh tế và can thiệp trước khi các điều kiện gây ra tai nạn xảy ra.
Tài liệu tham khảo
Giải pháp
Hỗ trợ
Công ty
© 2025 EMOTIV, Tất cả các quyền được bảo lưu.
Lựa Chọn Riêng Tư Của Bạn (Cài Đặt Cookie)
*Lưu ý – Sản phẩm EMOTIV được sử dụng cho các ứng dụng nghiên cứu và sử dụng cá nhân mà thôi. Sản phẩm của chúng tôi không được bán như là Thiết bị Y tế theo định nghĩa trong chỉ thị EU 93/42/EEC. Sản phẩm của chúng tôi không được thiết kế hoặc dự định để sử dụng cho việc chẩn đoán hoặc điều trị bệnh.
Lưu ý về Dịch thuật: Các phiên bản không tiếng Anh của trang web này đã được dịch để thuận tiện cho bạn bằng cách sử dụng trí tuệ nhân tạo. Mặc dù chúng tôi cố gắng đạt được độ chính xác, các bản dịch tự động có thể chứa lỗi hoặc sắc thái khác với văn bản gốc. Để có thông tin chính xác nhất, vui lòng tham khảo phiên bản tiếng Anh của trang web này.
Giải pháp
Hỗ trợ
Công ty
© 2025 EMOTIV, Tất cả các quyền được bảo lưu.
Lựa Chọn Riêng Tư Của Bạn (Cài Đặt Cookie)
*Lưu ý – Sản phẩm EMOTIV được sử dụng cho các ứng dụng nghiên cứu và sử dụng cá nhân mà thôi. Sản phẩm của chúng tôi không được bán như là Thiết bị Y tế theo định nghĩa trong chỉ thị EU 93/42/EEC. Sản phẩm của chúng tôi không được thiết kế hoặc dự định để sử dụng cho việc chẩn đoán hoặc điều trị bệnh.
Lưu ý về Dịch thuật: Các phiên bản không tiếng Anh của trang web này đã được dịch để thuận tiện cho bạn bằng cách sử dụng trí tuệ nhân tạo. Mặc dù chúng tôi cố gắng đạt được độ chính xác, các bản dịch tự động có thể chứa lỗi hoặc sắc thái khác với văn bản gốc. Để có thông tin chính xác nhất, vui lòng tham khảo phiên bản tiếng Anh của trang web này.
Giải pháp
Hỗ trợ
Công ty
© 2025 EMOTIV, Tất cả các quyền được bảo lưu.
Lựa Chọn Riêng Tư Của Bạn (Cài Đặt Cookie)
*Lưu ý – Sản phẩm EMOTIV được sử dụng cho các ứng dụng nghiên cứu và sử dụng cá nhân mà thôi. Sản phẩm của chúng tôi không được bán như là Thiết bị Y tế theo định nghĩa trong chỉ thị EU 93/42/EEC. Sản phẩm của chúng tôi không được thiết kế hoặc dự định để sử dụng cho việc chẩn đoán hoặc điều trị bệnh.
Lưu ý về Dịch thuật: Các phiên bản không tiếng Anh của trang web này đã được dịch để thuận tiện cho bạn bằng cách sử dụng trí tuệ nhân tạo. Mặc dù chúng tôi cố gắng đạt được độ chính xác, các bản dịch tự động có thể chứa lỗi hoặc sắc thái khác với văn bản gốc. Để có thông tin chính xác nhất, vui lòng tham khảo phiên bản tiếng Anh của trang web này.