挑戰您的記憶力!在Emotiv App中玩新的N-Back遊戲

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移動式腦電圖如何預防分心駕駛

Heidi Duran

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安全駕駛是每個人都關心的一個大問題。新技術為我們帶來了自駕車,希望能減少由人為錯誤引起的事故。它也引入了一些旨在使駕駛更安全和更愉悅的功能。這些功能包括擋風玻璃上的抬頭顯示和自動剎車系統,只是其中幾個例子。

自2010年以來,全球交通死亡人數下降了5%。不過,每年仍有119萬人死於車禍。此外,每年高達5000萬人因車禍受傷1。

無論汽車系統多麼先進,人腦依然是最強大的計算機。理解認知分心在確保道路安全中發揮著重要作用。

為何分心是致命的

人類自己欺騙自己認為我們可以同時做多件事。研究證明,人腦無法在不明顯降低速度和準確性的情況下有效地同時進行多任務處理2。

在今天的社會中,開車時在手機或娛樂系統上進行交流很普遍。然而,這可能是危險的,因為它會讓您無法專心於道路。

分心駕駛法律嘗試改善駕駛員的安全性。工程師設計汽車以更易於在不使用雙手的情況下操作,以減少分心。然而,在美國,每天因分心駕駛造成的交通事故仍導致九人死亡3。

發送一條快速短信可能感覺瞬間,但無論出於何種原因把視線從道路上移開都可能是致命的。據CDC估計,在時速55英里的情況下發短信就像是閉著眼睛開過一個足球場一樣4。分心駕駛可能因多種原因發生,比如疲勞、不安或使用藥物或酒精。

無線EEG頭戴式裝置可以在駕駛時檢測分心,幫助實時預防事故。2013年,西澳皇家汽車俱樂部通過建造自己的EEG汽車來測試這一理論。



a man drives a car wearing an EMOTIV wireless EEG headset to help stay focused on road safety
注意力驅動的汽車將分心駕駛置於測試。來源:RAC

注意力驅動的汽車

正如CDC的例子所顯示,我們的大腦在分心時無法自覺地處理緊急信息。西澳的RAC發現,澳大利亞獨自發生車禍的20%的駕駛者正在看著他們撞上的物體。然而,由於認知分心,他們無法理解發生了什麼。

"大腦基本上是一台注意力機器," 《Emotiv》的聯合創始人兼首席技術官Geoffrey Mackellar解釋道。大腦的前部必須活躍且非常參與駕駛,因為潛意識中的大腦不知道滑出行車道會引起問題。“

想法是:如果你的車能感知道你分心並減速呢?RAC與Emotiv合作修改了一輛現代i40,它能夠做到這一點。駕駛者被配備了一個EPOC系列14通道EEG頭戴式裝置,可與車輛通信。大腦性能直接影響車速。

在進行基線測量以包括眼睛開啟/閉合,凝視速度,“放空”等大腦狀態後,EEG汽車被程序編碼以在駕駛者分心時減速。汽車在駕駛者將頭轉離道路時也會做出反應,這由EPOC內置的陀螺儀指示。

RAC帶著“注意力驅動”的汽車進行了一次公路旅行,以證明注意力分解影響每個人6。此次公路旅行隨後進行了一系列封閉電路實驗,以進一步探索認知分心的問題,特別是在長程公路上。雖然修改後的汽車尚未批量生產,但它引起了人們對我們在駕駛時多麼容易分心的關注。

智能腦機接口(B2V)系統的吸引力沒有被汽車製造商忽視。2018年,Nissan公布了一個B2V原型,可以調整以適應用戶的偏好,並在緊急情況下迅速反應7。

Nissan解釋說:“通過預測意圖運動,系統可以比平均人類反應時間提前0.2到0.5秒進行干預(如轉動方向盤或減速),同時對駕駛者來說幾乎不可察覺地提高反應時間。”8



A man yawns behind the wheel and is too tired to drive
實時警報可以在駕駛者太累而無法駕駛之前發出其受到損壞的警告。

倦怠警報

感到困倦對清醒的意識而言比注意力分散更明顯。然而,當駕駛者開始打哈欠或點頭時,對自己和他人的危險已經迫在眉睫。這就是為什麼研究人員在探索使用無線EEG來預測駕駛疲勞之前抓住機會的原因。

如果此類倦怠檢測系統被實施到汽車的操作系統中,駕駛者可能會在認知受損的第一個跡象時被警告。這個概念對於常規分心也可能有用。

一所大學的研究創建了一個EPOC頭戴式裝置檢測講座中分心的軟件框架。在注意力下降時,震動短信通知發送到學生的手機,允許75%的參與者恢復並維持注意力9。

一個人的疲勞可以通過一些視覺線索來識別,比如點頭、閉眼和打哈欠。Pukyong國立大學的Li等人的一項研究利用視頻和EEG數據觀察警覺的大腦狀態和變化以及頭部運動。他們報告稱,在觀察“稍微困倦”事件時檢測準確率達到96.24%10。

進一步探討這一思想,2017年的一項研究設計並實施了一種輪詢算法,用於測量不同深度的倦意。目標是在倦意發展危險之前及時在實時中發現它。一個Emotiv EPOC用於測量實驗期間的腦電活動。作者報告分開倦意和清醒階段有82%的成功率11。



Visual and EEG data indicate the differences between awake and drowsiness in subjects during a driving simulation
腦電圖與如打哈欠等的視覺線索一起被測量,以精確確定駕駛中注意力下降的狀態。來源:Li等人,2015年

保持冷靜並繼續駕駛

聯合國的目標是到2030年將道路交通死亡和傷害人數減少一半12。科學家和工程師可以學會理解分心駕駛者的思維並設計有助於他們的汽車。這是可能的,因為無線移動EEG設備的價格和可用性。

研究人員使用移動EEG研究從正念到檢測分心以防止道路事故上的分心駕駛。

参考文献

1道路交通傷害。(2023年12月13日)。世界衛生組織:WHO。https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries

2Madore, Kevin P.及Anthony D. Wagner. (2019年4月1日)。多重任務的多重代價。PubMed Central (PMC)。www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7075496

3分心駕駛。(2023)。國家高速公路交通安全管理局。https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving

4關於分心駕駛|交通安全|CDC的傷害中心。(n.d.)。https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/

5Stinson, L. (2013年11月8日)。這輛車感應到您不專注就會減速。WIREDhttps://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/

6RAC WA. (2013年11月17日)。RAC注意力驅動汽車公路旅行電視廣告 [視頻]。YouTube。https://youtu.be/D8WHS0T4N08

7CNET Cars. (2018年1月8日)。CES 2018: Nissan的腦控制技術能夠讀取你的思想 [視頻]。YouTube。https://youtu.be/pEthcB-P5Qw

8腦控於車輛 | 創新 |。(n.d.)。Nissan Global。https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/

9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017)。恢復注意力模型的架構。應用和物理科學雜誌, 3(2)。https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1

10Li, G., & Chung, W. (2015)。一種上下文感知EEG頭戴式裝置系統,用於早期檢測駕駛者困倦。傳感器, 15(8), 20873–20893。https://doi.org/10.3390/s150820873

11Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017)。通過可攜式腦機接口實時檢測人類困倦的研究。應用科學開放期刊, 07(03),98–113。https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009

12有130萬一年交通死亡,聯合國希望到2030年將此數量減半。
(2021年12月6日)。聯合國新聞。檢索於2024年3月27日,https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152

安全駕駛是每個人都關心的一個大問題。新技術為我們帶來了自駕車,希望能減少由人為錯誤引起的事故。它也引入了一些旨在使駕駛更安全和更愉悅的功能。這些功能包括擋風玻璃上的抬頭顯示和自動剎車系統,只是其中幾個例子。

自2010年以來,全球交通死亡人數下降了5%。不過,每年仍有119萬人死於車禍。此外,每年高達5000萬人因車禍受傷1。

無論汽車系統多麼先進,人腦依然是最強大的計算機。理解認知分心在確保道路安全中發揮著重要作用。

為何分心是致命的

人類自己欺騙自己認為我們可以同時做多件事。研究證明,人腦無法在不明顯降低速度和準確性的情況下有效地同時進行多任務處理2。

在今天的社會中,開車時在手機或娛樂系統上進行交流很普遍。然而,這可能是危險的,因為它會讓您無法專心於道路。

分心駕駛法律嘗試改善駕駛員的安全性。工程師設計汽車以更易於在不使用雙手的情況下操作,以減少分心。然而,在美國,每天因分心駕駛造成的交通事故仍導致九人死亡3。

發送一條快速短信可能感覺瞬間,但無論出於何種原因把視線從道路上移開都可能是致命的。據CDC估計,在時速55英里的情況下發短信就像是閉著眼睛開過一個足球場一樣4。分心駕駛可能因多種原因發生,比如疲勞、不安或使用藥物或酒精。

無線EEG頭戴式裝置可以在駕駛時檢測分心,幫助實時預防事故。2013年,西澳皇家汽車俱樂部通過建造自己的EEG汽車來測試這一理論。



a man drives a car wearing an EMOTIV wireless EEG headset to help stay focused on road safety
注意力驅動的汽車將分心駕駛置於測試。來源:RAC

注意力驅動的汽車

正如CDC的例子所顯示,我們的大腦在分心時無法自覺地處理緊急信息。西澳的RAC發現,澳大利亞獨自發生車禍的20%的駕駛者正在看著他們撞上的物體。然而,由於認知分心,他們無法理解發生了什麼。

"大腦基本上是一台注意力機器," 《Emotiv》的聯合創始人兼首席技術官Geoffrey Mackellar解釋道。大腦的前部必須活躍且非常參與駕駛,因為潛意識中的大腦不知道滑出行車道會引起問題。“

想法是:如果你的車能感知道你分心並減速呢?RAC與Emotiv合作修改了一輛現代i40,它能夠做到這一點。駕駛者被配備了一個EPOC系列14通道EEG頭戴式裝置,可與車輛通信。大腦性能直接影響車速。

在進行基線測量以包括眼睛開啟/閉合,凝視速度,“放空”等大腦狀態後,EEG汽車被程序編碼以在駕駛者分心時減速。汽車在駕駛者將頭轉離道路時也會做出反應,這由EPOC內置的陀螺儀指示。

RAC帶著“注意力驅動”的汽車進行了一次公路旅行,以證明注意力分解影響每個人6。此次公路旅行隨後進行了一系列封閉電路實驗,以進一步探索認知分心的問題,特別是在長程公路上。雖然修改後的汽車尚未批量生產,但它引起了人們對我們在駕駛時多麼容易分心的關注。

智能腦機接口(B2V)系統的吸引力沒有被汽車製造商忽視。2018年,Nissan公布了一個B2V原型,可以調整以適應用戶的偏好,並在緊急情況下迅速反應7。

Nissan解釋說:“通過預測意圖運動,系統可以比平均人類反應時間提前0.2到0.5秒進行干預(如轉動方向盤或減速),同時對駕駛者來說幾乎不可察覺地提高反應時間。”8



A man yawns behind the wheel and is too tired to drive
實時警報可以在駕駛者太累而無法駕駛之前發出其受到損壞的警告。

倦怠警報

感到困倦對清醒的意識而言比注意力分散更明顯。然而,當駕駛者開始打哈欠或點頭時,對自己和他人的危險已經迫在眉睫。這就是為什麼研究人員在探索使用無線EEG來預測駕駛疲勞之前抓住機會的原因。

如果此類倦怠檢測系統被實施到汽車的操作系統中,駕駛者可能會在認知受損的第一個跡象時被警告。這個概念對於常規分心也可能有用。

一所大學的研究創建了一個EPOC頭戴式裝置檢測講座中分心的軟件框架。在注意力下降時,震動短信通知發送到學生的手機,允許75%的參與者恢復並維持注意力9。

一個人的疲勞可以通過一些視覺線索來識別,比如點頭、閉眼和打哈欠。Pukyong國立大學的Li等人的一項研究利用視頻和EEG數據觀察警覺的大腦狀態和變化以及頭部運動。他們報告稱,在觀察“稍微困倦”事件時檢測準確率達到96.24%10。

進一步探討這一思想,2017年的一項研究設計並實施了一種輪詢算法,用於測量不同深度的倦意。目標是在倦意發展危險之前及時在實時中發現它。一個Emotiv EPOC用於測量實驗期間的腦電活動。作者報告分開倦意和清醒階段有82%的成功率11。



Visual and EEG data indicate the differences between awake and drowsiness in subjects during a driving simulation
腦電圖與如打哈欠等的視覺線索一起被測量,以精確確定駕駛中注意力下降的狀態。來源:Li等人,2015年

保持冷靜並繼續駕駛

聯合國的目標是到2030年將道路交通死亡和傷害人數減少一半12。科學家和工程師可以學會理解分心駕駛者的思維並設計有助於他們的汽車。這是可能的,因為無線移動EEG設備的價格和可用性。

研究人員使用移動EEG研究從正念到檢測分心以防止道路事故上的分心駕駛。

参考文献

1道路交通傷害。(2023年12月13日)。世界衛生組織:WHO。https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries

2Madore, Kevin P.及Anthony D. Wagner. (2019年4月1日)。多重任務的多重代價。PubMed Central (PMC)。www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7075496

3分心駕駛。(2023)。國家高速公路交通安全管理局。https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving

4關於分心駕駛|交通安全|CDC的傷害中心。(n.d.)。https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/

5Stinson, L. (2013年11月8日)。這輛車感應到您不專注就會減速。WIREDhttps://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/

6RAC WA. (2013年11月17日)。RAC注意力驅動汽車公路旅行電視廣告 [視頻]。YouTube。https://youtu.be/D8WHS0T4N08

7CNET Cars. (2018年1月8日)。CES 2018: Nissan的腦控制技術能夠讀取你的思想 [視頻]。YouTube。https://youtu.be/pEthcB-P5Qw

8腦控於車輛 | 創新 |。(n.d.)。Nissan Global。https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/

9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017)。恢復注意力模型的架構。應用和物理科學雜誌, 3(2)。https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1

10Li, G., & Chung, W. (2015)。一種上下文感知EEG頭戴式裝置系統,用於早期檢測駕駛者困倦。傳感器, 15(8), 20873–20893。https://doi.org/10.3390/s150820873

11Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017)。通過可攜式腦機接口實時檢測人類困倦的研究。應用科學開放期刊, 07(03),98–113。https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009

12有130萬一年交通死亡,聯合國希望到2030年將此數量減半。
(2021年12月6日)。聯合國新聞。檢索於2024年3月27日,https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152

安全駕駛是每個人都關心的一個大問題。新技術為我們帶來了自駕車,希望能減少由人為錯誤引起的事故。它也引入了一些旨在使駕駛更安全和更愉悅的功能。這些功能包括擋風玻璃上的抬頭顯示和自動剎車系統,只是其中幾個例子。

自2010年以來,全球交通死亡人數下降了5%。不過,每年仍有119萬人死於車禍。此外,每年高達5000萬人因車禍受傷1。

無論汽車系統多麼先進,人腦依然是最強大的計算機。理解認知分心在確保道路安全中發揮著重要作用。

為何分心是致命的

人類自己欺騙自己認為我們可以同時做多件事。研究證明,人腦無法在不明顯降低速度和準確性的情況下有效地同時進行多任務處理2。

在今天的社會中,開車時在手機或娛樂系統上進行交流很普遍。然而,這可能是危險的,因為它會讓您無法專心於道路。

分心駕駛法律嘗試改善駕駛員的安全性。工程師設計汽車以更易於在不使用雙手的情況下操作,以減少分心。然而,在美國,每天因分心駕駛造成的交通事故仍導致九人死亡3。

發送一條快速短信可能感覺瞬間,但無論出於何種原因把視線從道路上移開都可能是致命的。據CDC估計,在時速55英里的情況下發短信就像是閉著眼睛開過一個足球場一樣4。分心駕駛可能因多種原因發生,比如疲勞、不安或使用藥物或酒精。

無線EEG頭戴式裝置可以在駕駛時檢測分心,幫助實時預防事故。2013年,西澳皇家汽車俱樂部通過建造自己的EEG汽車來測試這一理論。



a man drives a car wearing an EMOTIV wireless EEG headset to help stay focused on road safety
注意力驅動的汽車將分心駕駛置於測試。來源:RAC

注意力驅動的汽車

正如CDC的例子所顯示,我們的大腦在分心時無法自覺地處理緊急信息。西澳的RAC發現,澳大利亞獨自發生車禍的20%的駕駛者正在看著他們撞上的物體。然而,由於認知分心,他們無法理解發生了什麼。

"大腦基本上是一台注意力機器," 《Emotiv》的聯合創始人兼首席技術官Geoffrey Mackellar解釋道。大腦的前部必須活躍且非常參與駕駛,因為潛意識中的大腦不知道滑出行車道會引起問題。“

想法是:如果你的車能感知道你分心並減速呢?RAC與Emotiv合作修改了一輛現代i40,它能夠做到這一點。駕駛者被配備了一個EPOC系列14通道EEG頭戴式裝置,可與車輛通信。大腦性能直接影響車速。

在進行基線測量以包括眼睛開啟/閉合,凝視速度,“放空”等大腦狀態後,EEG汽車被程序編碼以在駕駛者分心時減速。汽車在駕駛者將頭轉離道路時也會做出反應,這由EPOC內置的陀螺儀指示。

RAC帶著“注意力驅動”的汽車進行了一次公路旅行,以證明注意力分解影響每個人6。此次公路旅行隨後進行了一系列封閉電路實驗,以進一步探索認知分心的問題,特別是在長程公路上。雖然修改後的汽車尚未批量生產,但它引起了人們對我們在駕駛時多麼容易分心的關注。

智能腦機接口(B2V)系統的吸引力沒有被汽車製造商忽視。2018年,Nissan公布了一個B2V原型,可以調整以適應用戶的偏好,並在緊急情況下迅速反應7。

Nissan解釋說:“通過預測意圖運動,系統可以比平均人類反應時間提前0.2到0.5秒進行干預(如轉動方向盤或減速),同時對駕駛者來說幾乎不可察覺地提高反應時間。”8



A man yawns behind the wheel and is too tired to drive
實時警報可以在駕駛者太累而無法駕駛之前發出其受到損壞的警告。

倦怠警報

感到困倦對清醒的意識而言比注意力分散更明顯。然而,當駕駛者開始打哈欠或點頭時,對自己和他人的危險已經迫在眉睫。這就是為什麼研究人員在探索使用無線EEG來預測駕駛疲勞之前抓住機會的原因。

如果此類倦怠檢測系統被實施到汽車的操作系統中,駕駛者可能會在認知受損的第一個跡象時被警告。這個概念對於常規分心也可能有用。

一所大學的研究創建了一個EPOC頭戴式裝置檢測講座中分心的軟件框架。在注意力下降時,震動短信通知發送到學生的手機,允許75%的參與者恢復並維持注意力9。

一個人的疲勞可以通過一些視覺線索來識別,比如點頭、閉眼和打哈欠。Pukyong國立大學的Li等人的一項研究利用視頻和EEG數據觀察警覺的大腦狀態和變化以及頭部運動。他們報告稱,在觀察“稍微困倦”事件時檢測準確率達到96.24%10。

進一步探討這一思想,2017年的一項研究設計並實施了一種輪詢算法,用於測量不同深度的倦意。目標是在倦意發展危險之前及時在實時中發現它。一個Emotiv EPOC用於測量實驗期間的腦電活動。作者報告分開倦意和清醒階段有82%的成功率11。



Visual and EEG data indicate the differences between awake and drowsiness in subjects during a driving simulation
腦電圖與如打哈欠等的視覺線索一起被測量,以精確確定駕駛中注意力下降的狀態。來源:Li等人,2015年

保持冷靜並繼續駕駛

聯合國的目標是到2030年將道路交通死亡和傷害人數減少一半12。科學家和工程師可以學會理解分心駕駛者的思維並設計有助於他們的汽車。這是可能的,因為無線移動EEG設備的價格和可用性。

研究人員使用移動EEG研究從正念到檢測分心以防止道路事故上的分心駕駛。

参考文献

1道路交通傷害。(2023年12月13日)。世界衛生組織:WHO。https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries

2Madore, Kevin P.及Anthony D. Wagner. (2019年4月1日)。多重任務的多重代價。PubMed Central (PMC)。www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7075496

3分心駕駛。(2023)。國家高速公路交通安全管理局。https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving

4關於分心駕駛|交通安全|CDC的傷害中心。(n.d.)。https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/

5Stinson, L. (2013年11月8日)。這輛車感應到您不專注就會減速。WIREDhttps://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/

6RAC WA. (2013年11月17日)。RAC注意力驅動汽車公路旅行電視廣告 [視頻]。YouTube。https://youtu.be/D8WHS0T4N08

7CNET Cars. (2018年1月8日)。CES 2018: Nissan的腦控制技術能夠讀取你的思想 [視頻]。YouTube。https://youtu.be/pEthcB-P5Qw

8腦控於車輛 | 創新 |。(n.d.)。Nissan Global。https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/

9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017)。恢復注意力模型的架構。應用和物理科學雜誌, 3(2)。https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1

10Li, G., & Chung, W. (2015)。一種上下文感知EEG頭戴式裝置系統,用於早期檢測駕駛者困倦。傳感器, 15(8), 20873–20893。https://doi.org/10.3390/s150820873

11Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017)。通過可攜式腦機接口實時檢測人類困倦的研究。應用科學開放期刊, 07(03),98–113。https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009

12有130萬一年交通死亡,聯合國希望到2030年將此數量減半。
(2021年12月6日)。聯合國新聞。檢索於2024年3月27日,https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152