挑戰您的記憶力!在Emotiv App中玩新的N-Back遊戲

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Emotiv 背後的科學

Emotiv 背後的科學

Emotiv 結合非侵入式 EEG、訊號處理、機器學習和可供開發者直接使用的軟體,將大腦活動轉化為可用的 insight。

Emotiv 結合非侵入式 EEG、訊號處理、機器學習,以及開發者可直接使用的軟體,將腦部活動轉化為可用的 insight。

Emotiv 結合非侵入式 EEG、訊號處理、機器學習,以及開發者可直接使用的軟體,將腦部活動轉化為可用的 insight。

差異化因素

無線腦電圖。真實世界腦部測量。

從訊號到 Insight。

Emotiv 的科學基礎支援神經科學研究、腦機介面開發、認知表現分析、自適應軟體,以及新一代具腦感知能力的應用程式。

EEG 測量什麼

Emotiv 結合了非侵入式 EEG、訊號處理、機器學習,以及可供開發者直接使用的軟體,將腦部活動轉化為可用的 insight。這一科學基礎支援神經科學研究、腦機介面開發、認知表現分析、自適應軟體,以及新一代具備腦感知能力的應用程式。

為什麼大腦測量設計很重要

EEG 的價值不僅取決於訊號品質。它也取決於大腦活動如何被測量、訊號是在何處擷取,以及外形設計是否符合使用情境。

有些應用會受益於跨越多個腦區的更廣泛空間覆蓋。其他應用則取決於舒適性、速度,以及在自然情境中以最少摩擦收集腦部資料的能力。不同的使用案例需要在覆蓋範圍、可穿戴性、易用性、設定時間與真實世界適配性之間做出不同取捨。

空間解析度 - 全腦感測

大腦是一個非常複雜的系統。前額皮質,也就是你大多數有意識思考與決策形成的區域,其進行的活動量不到整個大腦總活動的十分之一。

你的規劃能力、對周遭環境的建模、對感官輸入的詮釋,乃至於你對現實的感知、記憶的處理與儲存,以及驅動你情緒與心境的基本因素,都發生在分布於大腦各處的多個功能區域中,包括後方的視覺皮質、兩側的顳葉皮質、頭頂後方的頂葉皮質,以及位於大腦深處的邊緣系統。邊緣系統控制你的基本心境與情緒、你的戰鬥/逃跑反應,以及更深層的長期記憶編碼,同時也控制如呼吸與心跳等基本身體功能。

這些較深層的功能大多與大腦皮質的不同區域有密切互動(即可透過 EEG 測量取得訊號的外層),然而這種互動相當複雜且呈分散式。為了描繪大腦的真實活動,測量位於整個腦表面周圍、許多不同皮質結構的訊號非常重要。僅從額葉與顳葉區域無法完整描繪這些訊號。除非也將來自大腦後部的訊號納入考量,否則對使用者完整心理狀態的判定

透過適當的覆蓋範圍與電極配置,可以重建涵蓋所有重要腦區的來源模型,並觀察它們之間的相互作用。缺少這些關鍵訊號的替代系統,所能揭示的內容不到整體的一半。一般而言,它們僅限於判定意識程度、處理量與處理強度,以及(在某些情況下)額葉訊號在左右半球之間的不平衡。雖然這些資訊在某些情境中有其用途,但它們對使用者心理狀態所提供的觀點非常有限且不夠準確。

從研究級 EEG 到日常腦部感測

Emotiv 的方法涵蓋了廣泛的可穿戴式 EEG 形態,從高階研究系統到對消費者友善的腦機穿戴裝置。

在研究端,Flex 支援可配置的多通道 EEG,用於先進神經科學與 ERP 研究,而 Epoc X 提供 14 通道無線 EEG,適用於研究、BCI 與應用研究。Insight 提供更精簡的 5 通道無線 EEG 頭戴裝置,用於研究、認知表現與真實世界啟動。在日常端,MN8 和 MW20 將腦部感測延伸至低調的可穿戴音訊外形,旨在於傳統實驗室環境之外提供更低摩擦的使用體驗。

在研究端,Flex 支援可配置的多通道 EEG,用於先進神經科學與 ERP 研究,而 Epoc X 提供 14 通道無線 EEG,適用於研究、BCI 與應用研究。Insight 提供更精簡的 5 通道無線 EEG 頭戴裝置,用於研究、認知表現與真實世界啟動。在日常端,MN8 和 MW20 將腦部感測延伸至低調的可穿戴音訊外形,旨在於傳統實驗室環境之外提供更低摩擦的使用體驗。

這個範圍之所以重要,是因為不同的測量目標涉及不同的需求。多通道系統可以提供更廣泛的大腦覆蓋範圍,以及對分散式神經活動更細緻的觀察。更輕便的穿戴式外形設計可以減少阻力,擴展資料蒐集的時間與地點,並使非侵入式腦部測量在日常環境中更具可行性。

Emotiv 並非迫使在研究深度與日常易用性之間二選一,而是在同一技術生態系中同時支援兩者。

由科學支援

Emotiv 技術已被用於大量且持續增長的科學與應用研究中。我們的系統支援神經科學、人機互動、認知表現、無障礙,以及腦機介面開發等領域的工作。

獨立驗證已協助證明,Emotiv 系統可支援研究級的 EEG 與 ERP 工作。對 EPOC 的早期驗證發現,在該研究中它可用於標示兒童的晚期聽覺 ERP 波峰與不匹配負波成分,其結果可與研究系統相當。後續的一項驗證研究發現,EPOC Flex saline 所擷取的資料與研究級 EEG 系統相似,且可量測可靠的聽覺與視覺 ERP、標示 SSVEP 特徵,並偵測 alpha 振盪的變化。

Emotiv 訊號處理管線

將 EEG 轉換為可用輸出,不僅需要感測器本身。Emotiv 將訊號擷取與即時處理、偽影處理、機器學習以及軟體層結合起來,協助把原始 EEG 轉換為可用於實驗、應用程式和互動式系統的輸出。

此工作流程的核心是 Cortex,它充當原始腦部資料與實際解讀之間的轉譯層。訊號會被處理、清理並整理,使其能在研究與應用環境中更有效地使用。

EmotivPRO 將此工作流程延伸至記錄、視覺化與分析,支援原始 EEG 擷取、事件標記、匯出選項,以及透過 LSL 進行即時串流。它也可透過與 MATLAB、PsychoPy 和 EEGLAB 等工具整合,連接更廣泛的研究工作流程,並支援相容的 EEG 工作流程,包括 X-trodes。

偵測演算法

數字一覽

Emotiv 系統支援數種類別的即時輸出,這些輸出源自 EEG 與相關訊號。
傳統研究通常缺乏驗證產品、體驗或活動所需的客觀性,儘管在最初的開發階段。
認知與情感指標
心智指令
臉部表情與眼球運動偵測

使用 Emotiv 的腦機介面

腦機介面會將神經活動的模式轉換為指令,使人們能夠使用腦訊號與軟體或裝置互動。

Emotiv 透過 EEG 感測、機器學習、經訓練的互動模型,以及透過 Cortex API 與 SDK 提供的開發者存取來支援這一點。這讓研究人員與開發者能以實際可行的方式打造可回應心智指令、認知狀態及相關輸入的應用程式,涵蓋無障礙工具、互動媒體、實驗性介面,以及應用型 BCI 研究。

穿戴式裝置、AI 與腦部感測的未來

隨著非侵入式神經科技變得更加可穿戴且不那麼礙事,在日常情境中測量腦部活動的機會持續擴大。

更輕巧、低摩擦的形態設計,可擴大神經資料蒐集的時間與場域。同時,AI 的進展正使我們能以更靈活且可擴展的方式來建模腦部訊號。

綜合來看,這些轉變指向一個未來:穿戴式腦部感測不僅更容易取得,也能在不同任務、裝置與環境之間有更高的可解釋性。

推進 EEG 基礎模型

Emotiv 的研究不僅延伸至訊號擷取與即時解讀,還進入下一代的 EEG 建模。

這包括自監督學習、EEG 表徵學習,以及旨在改善神經訊號在不同裝置與使用情境中之建模、泛化與適應方式的基礎模型方法。

近期已發表的研究工作包括:EEG2Rep:透過具資訊性的遮罩輸入增強自監督 EEG 表徵,已獲 KDD 2024 接受發表;SpellerSSL:結合 P300 聚合的拼寫器 BCI 自監督學習;以及 EEG-X:適用於 EEG 的裝置不可知且具抗噪性的基礎模型。這些努力共同反映出一項更廣泛的推動方向,即朝向更具可遷移性的 EEG 表徵,以及更穩健、可應對真實世界神經資料的模型。

建議的研究連結

透過資訊豐富的遮罩輸入增強自我監督式 EEG 表徵

用於拼寫器 BCI 的 P300 聚合自我監督學習

適用於 EEG 的裝置無關且抗噪穩健的基礎模型

專為研究與應用開發而打造

Emotiv 技術旨在支援受控研究與應用開發,涵蓋從原始訊號擷取與事件標記研究,到即時偵測與軟體整合。

這使該平台在神經科學、人機互動、認知表現、應用型 BCI、無障礙、產品研究,以及新興的腦感知應用領域中都很實用。

Emotiv 技術如何運作

Emotiv 的技術整合了三個相互連結的層次。

可穿戴、非侵入式的 EEG 系統,旨在即時擷取腦部活動。

可穿戴、非侵入式的 EEG 系統,旨在即時擷取腦部活動。

訊號處理、偽跡處理、機器學習與解讀層,可協助將原始 EEG 轉換為可用的輸出。

訊號處理、偽跡處理、機器學習與解讀層,可協助將原始 EEG 轉換為可用的輸出。

使這些輸出可供研究、實驗與互動式應用程式使用的軟體、API 和開發環境。

使這些輸出可供研究、實驗與互動式應用程式使用的軟體、API 和開發環境。

總體而言,這些層有助於讓神經資料在科學與應用場景中都更易於實際運用。