移动脑电图如何防止分心驾驶
海蒂·杜兰
更新于
2024年4月1日
移动脑电图如何防止分心驾驶
海蒂·杜兰
更新于
2024年4月1日
移动脑电图如何防止分心驾驶
海蒂·杜兰
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2024年4月1日
安全驾驶是每个人都深切关注的重要问题。新技术的出现为我们带来了自动驾驶汽车，人们寄希望于它能减少由人类失误引起的车祸。同时，它也引入了旨在让驾驶更安全、更愉悦的功能。这些功能包括挡风玻璃上的平视显示器和自动制动系统，这仅仅是其中的几个例子。
自 2010 年以来，全球交通死亡人数下降了 5%。然而，每年仍有 1.19 百万人死于车祸。此外，车祸每年造成多达 50 百万人受伤1。
无论汽车的系统多么先进，人类的大脑依然是最强大的计算机。了解认知分心在确保道路安全方面起着至关重要的作用。
为什么分心是致命的
人类常常自欺欺人，认为自己可以多任务并行。研究证明，在没有大幅降低速度和准确性的情况下，人类大脑无法有效地进行多任务处理2。
在当今社会，开车时拨打手机或使用车载娱乐系统是很常见的现象。然而，这可能会很危险，因为它会分散您在路面上的注意力。
分心驾驶法规旨在提高驾驶员的安全。工程师们通过设计更易于免提使用的汽车来减少分心。然而，在美国，涉及分心驾驶员的车祸每天仍造成九人死亡3。
发送一条便捷的短信可能感觉只在一瞬间，但出于任何原因将视线移开路面都可能是致命的。美国 CDC 估计，在以每小时 55 英里的速度行驶时发短信，就像闭着眼睛开车穿过一个足球场4。分心驾驶可能由许多原因引起，比如疲劳、情绪低落，或使用药物或酒精。
无线脑电图（EEG）头戴式设备可以检测驾驶过程中的分心，从而协助实时预防事故。2013年，西澳大利亚皇家汽车俱乐部测试了这一理论。
关注力驱动的汽车对分心驾驶进行了测试。来源：RAC
注意力驱动汽车
正如 CDC 的例子所示，当我们分心时，我们的大脑无法有意识地处理紧急信息。西澳大利亚皇家汽车俱乐部（RAC）发现，在涉及车祸的澳大利亚驾驶员中，有 20% 的人在看着他们撞上的物体。然而，由于认知分心，他们无法理解发生了什么。
“大脑基本上是一个注意力机器，”Emotiv 的共同创始人兼首席技术官 Geoffrey Mackellar 解释说。“大脑前部必须保持活跃并高度参与驾驶，因为潜意识大脑并不知道驶出车道会引起问题。”
这个想法是：如果您的汽车能够感知您何时分心并减速会怎样？西澳大利亚皇家汽车俱乐部（RAC）与 Emotiv 合作，改装了一辆现代 i40，使其能够做到这一点。驾驶员佩戴了与车辆通信的 EPOC 系列 14 通道 EEG 头戴式设备。脑部表现直接影响了汽车的速度。
在为各种脑部状态（包括睁眼/闭眼、注视率、“走神”等）测量基准数据后，车辆被编程为在人员分心时减速。当驾驶员将头转开路面时（由 EPOC 内置的陀螺仪指示），汽车也会做出反应。
RAC 带着这辆“注意力驱动”的汽车进行了一次公路旅行，以证明注意力不集中会影响到每个人6。公路旅行之后进行了一闭路循环实验，以进一步探讨认知分心的问题，特别是在漫长的路段上。虽然改装车尚未量产，但它引起了公众对我们在方向盘后是多么容易分心的意识。
智能脑机接口导航（B2V）系统的吸引力已经吸引了汽车制造商。2018年，日产展示了一款 B2V 概念车，它可以根据用户的喜好进行调整，并在紧急情况下做出快速反应7。
“通过预测预期的动作，系统（转动方向盘或减速）可以比人类平均反应时间快 0.2 到 0.5 秒介入，从而缩短反应时间，同时对驾驶员来说基本感觉不到，”日产解释道8。
实时警报可在驾驶员过度疲劳而无法驾驶之前发出疲劳警报。
疲劳预警
比起注意力不集中，有意识的心灵更容易察觉到困意。然而，当驾驶员开始打哈欠或打瞌睡时，对其自身和他人的危险已经迫在眉睫。这就是为什么研究人员正在探索利用无线 EEG 脑电图在为时已晚之前预测疲劳驾驶。
如果将此类疲劳检测系统集成到汽车的操作系统中，则可能会在出现认知受损的首要迹象时提醒驾驶员。这个概念对于缓解普遍分心也是有益的。
一项大学研究创建了一个软件框架，并使用 EPOC 头戴式设备来检测听课期间注意力分散的情况。当警觉性下降时，震动短信提醒会发送到学生的手机上，从而使 75% 的参与者能够重新合上并保持专注9。
可以通过几种视觉线索来识别一个人的困意，例如点头、闭眼和打哈欠。釜庆大学的 Li 等人进行的一项研究利用视频和脑电图（EEG）数据来观察清醒的大脑状态、变化以及头部运动。他们报告称，在观察“轻度瞌睡”事件时，检测准确率达到了 96.24%10。
进一步延伸这一思路，2017 年的一项研究设计并实施了一种轮询算法，以测量不同深度的困意。其目标是在实时驾驶中及早发现困意，以防其发展成危险。实验期间使用 Emotiv EPOC 测量了大脑活动。作者报告称，将瞌睡状态与清醒状态区分开来的成功率为 82%11。
通过脑电图（EEG）与打哈欠等视觉线索一同测量，以精确确定受试者在驾驶时警觉性的降低。来源：Li et al., 2015
保持冷静，继续前行
联盟国的目标是到 2030 年将道路交通死伤人数减少一半12。科学家和工程师可以研究分心驾驶员的想法，并设计车辆来帮助他们。由于无线、便携式脑电图（EEG）设备的价格和民用化，这正在变为可能。
研究人员利用便携式脑电图来研究分心驾驶（从正念认知到检测疲劳），以预防道路上的事故。
参考文献
1道路交通伤害。（2023年12月13日）。世界卫生组织：WHO。https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2Madore, Kevin P. 和 Anthony D. Wagner。（2019年4月1日）。多任务处理的多重代价。PubMed Central (PMC)。
3分心驾驶。（2023年）。NHTSA。https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4分心驾驶 | 交通安全 | 伤害中心 | CDC。（无日期）。https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5Stinson, L.（2013年11月8日）。这辆汽车能感知你何时注意力不集中并减速。WIRED。https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA。（2013年11月17日）。RAC注意力驱动汽车公路旅行电视广告 [视频]。YouTube。https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Cars。（2018年1月8日）。CES 2018：日产的脑机接口技术基本能读懂你的心思 [视频]。YouTube。https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8脑机接口 | 创新 |。（无日期）。日产全球。https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017). 重新获得注意力的建模框架。Journal of Applied and Physical Sciences, 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
10Li, G., & Chung, W. (2015). 用于早期检测驾驶员疲劳的上下文感知脑电图头戴式设备系统。Sensors, 15(8), 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017). 通过便携式脑机接口实时检测人类疲劳。Open Journal of Applied Sciences, 07(03), 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12年道路死亡人数达130万，联合国希望到2030年将该数字减半。
(2021年12月6日). 联合国新闻。检索于2024年3月27日，https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
安全驾驶是每个人都深切关注的重要问题。新技术的出现为我们带来了自动驾驶汽车，人们寄希望于它能减少由人类失误引起的车祸。同时，它也引入了旨在让驾驶更安全、更愉悦的功能。这些功能包括挡风玻璃上的平视显示器和自动制动系统，这仅仅是其中的几个例子。
自 2010 年以来，全球交通死亡人数下降了 5%。然而，每年仍有 1.19 百万人死于车祸。此外，车祸每年造成多达 50 百万人受伤1。
无论汽车的系统多么先进，人类的大脑依然是最强大的计算机。了解认知分心在确保道路安全方面起着至关重要的作用。
为什么分心是致命的
人类常常自欺欺人，认为自己可以多任务并行。研究证明，在没有大幅降低速度和准确性的情况下，人类大脑无法有效地进行多任务处理2。
在当今社会，开车时拨打手机或使用车载娱乐系统是很常见的现象。然而，这可能会很危险，因为它会分散您在路面上的注意力。
分心驾驶法规旨在提高驾驶员的安全。工程师们通过设计更易于免提使用的汽车来减少分心。然而，在美国，涉及分心驾驶员的车祸每天仍造成九人死亡3。
发送一条便捷的短信可能感觉只在一瞬间，但出于任何原因将视线移开路面都可能是致命的。美国 CDC 估计，在以每小时 55 英里的速度行驶时发短信，就像闭着眼睛开车穿过一个足球场4。分心驾驶可能由许多原因引起，比如疲劳、情绪低落，或使用药物或酒精。
无线脑电图（EEG）头戴式设备可以检测驾驶过程中的分心，从而协助实时预防事故。2013年，西澳大利亚皇家汽车俱乐部测试了这一理论。
关注力驱动的汽车对分心驾驶进行了测试。来源：RAC
注意力驱动汽车
正如 CDC 的例子所示，当我们分心时，我们的大脑无法有意识地处理紧急信息。西澳大利亚皇家汽车俱乐部（RAC）发现，在涉及车祸的澳大利亚驾驶员中，有 20% 的人在看着他们撞上的物体。然而，由于认知分心，他们无法理解发生了什么。
“大脑基本上是一个注意力机器，”Emotiv 的共同创始人兼首席技术官 Geoffrey Mackellar 解释说。“大脑前部必须保持活跃并高度参与驾驶，因为潜意识大脑并不知道驶出车道会引起问题。”
这个想法是：如果您的汽车能够感知您何时分心并减速会怎样？西澳大利亚皇家汽车俱乐部（RAC）与 Emotiv 合作，改装了一辆现代 i40，使其能够做到这一点。驾驶员佩戴了与车辆通信的 EPOC 系列 14 通道 EEG 头戴式设备。脑部表现直接影响了汽车的速度。
在为各种脑部状态（包括睁眼/闭眼、注视率、“走神”等）测量基准数据后，车辆被编程为在人员分心时减速。当驾驶员将头转开路面时（由 EPOC 内置的陀螺仪指示），汽车也会做出反应。
RAC 带着这辆“注意力驱动”的汽车进行了一次公路旅行，以证明注意力不集中会影响到每个人6。公路旅行之后进行了一闭路循环实验，以进一步探讨认知分心的问题，特别是在漫长的路段上。虽然改装车尚未量产，但它引起了公众对我们在方向盘后是多么容易分心的意识。
智能脑机接口导航（B2V）系统的吸引力已经吸引了汽车制造商。2018年，日产展示了一款 B2V 概念车，它可以根据用户的喜好进行调整，并在紧急情况下做出快速反应7。
“通过预测预期的动作，系统（转动方向盘或减速）可以比人类平均反应时间快 0.2 到 0.5 秒介入，从而缩短反应时间，同时对驾驶员来说基本感觉不到，”日产解释道8。
实时警报可在驾驶员过度疲劳而无法驾驶之前发出疲劳警报。
疲劳预警
比起注意力不集中，有意识的心灵更容易察觉到困意。然而，当驾驶员开始打哈欠或打瞌睡时，对其自身和他人的危险已经迫在眉睫。这就是为什么研究人员正在探索利用无线 EEG 脑电图在为时已晚之前预测疲劳驾驶。
如果将此类疲劳检测系统集成到汽车的操作系统中，则可能会在出现认知受损的首要迹象时提醒驾驶员。这个概念对于缓解普遍分心也是有益的。
一项大学研究创建了一个软件框架，并使用 EPOC 头戴式设备来检测听课期间注意力分散的情况。当警觉性下降时，震动短信提醒会发送到学生的手机上，从而使 75% 的参与者能够重新合上并保持专注9。
可以通过几种视觉线索来识别一个人的困意，例如点头、闭眼和打哈欠。釜庆大学的 Li 等人进行的一项研究利用视频和脑电图（EEG）数据来观察清醒的大脑状态、变化以及头部运动。他们报告称，在观察“轻度瞌睡”事件时，检测准确率达到了 96.24%10。
进一步延伸这一思路，2017 年的一项研究设计并实施了一种轮询算法，以测量不同深度的困意。其目标是在实时驾驶中及早发现困意，以防其发展成危险。实验期间使用 Emotiv EPOC 测量了大脑活动。作者报告称，将瞌睡状态与清醒状态区分开来的成功率为 82%11。
通过脑电图（EEG）与打哈欠等视觉线索一同测量，以精确确定受试者在驾驶时警觉性的降低。来源：Li et al., 2015
保持冷静，继续前行
联盟国的目标是到 2030 年将道路交通死伤人数减少一半12。科学家和工程师可以研究分心驾驶员的想法，并设计车辆来帮助他们。由于无线、便携式脑电图（EEG）设备的价格和民用化，这正在变为可能。
研究人员利用便携式脑电图来研究分心驾驶（从正念认知到检测疲劳），以预防道路上的事故。
参考文献
1道路交通伤害。（2023年12月13日）。世界卫生组织：WHO。https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2Madore, Kevin P. 和 Anthony D. Wagner。（2019年4月1日）。多任务处理的多重代价。PubMed Central (PMC)。
3分心驾驶。（2023年）。NHTSA。https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4分心驾驶 | 交通安全 | 伤害中心 | CDC。（无日期）。https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5Stinson, L.（2013年11月8日）。这辆汽车能感知你何时注意力不集中并减速。WIRED。https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA。（2013年11月17日）。RAC注意力驱动汽车公路旅行电视广告 [视频]。YouTube。https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Cars。（2018年1月8日）。CES 2018：日产的脑机接口技术基本能读懂你的心思 [视频]。YouTube。https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8脑机接口 | 创新 |。（无日期）。日产全球。https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017). 重新获得注意力的建模框架。Journal of Applied and Physical Sciences, 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
10Li, G., & Chung, W. (2015). 用于早期检测驾驶员疲劳的上下文感知脑电图头戴式设备系统。Sensors, 15(8), 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017). 通过便携式脑机接口实时检测人类疲劳。Open Journal of Applied Sciences, 07(03), 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12年道路死亡人数达130万，联合国希望到2030年将该数字减半。
(2021年12月6日). 联合国新闻。检索于2024年3月27日，https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
安全驾驶是每个人都深切关注的重要问题。新技术的出现为我们带来了自动驾驶汽车，人们寄希望于它能减少由人类失误引起的车祸。同时，它也引入了旨在让驾驶更安全、更愉悦的功能。这些功能包括挡风玻璃上的平视显示器和自动制动系统，这仅仅是其中的几个例子。
自 2010 年以来，全球交通死亡人数下降了 5%。然而，每年仍有 1.19 百万人死于车祸。此外，车祸每年造成多达 50 百万人受伤1。
无论汽车的系统多么先进，人类的大脑依然是最强大的计算机。了解认知分心在确保道路安全方面起着至关重要的作用。
为什么分心是致命的
人类常常自欺欺人，认为自己可以多任务并行。研究证明，在没有大幅降低速度和准确性的情况下，人类大脑无法有效地进行多任务处理2。
在当今社会，开车时拨打手机或使用车载娱乐系统是很常见的现象。然而，这可能会很危险，因为它会分散您在路面上的注意力。
分心驾驶法规旨在提高驾驶员的安全。工程师们通过设计更易于免提使用的汽车来减少分心。然而，在美国，涉及分心驾驶员的车祸每天仍造成九人死亡3。
发送一条便捷的短信可能感觉只在一瞬间，但出于任何原因将视线移开路面都可能是致命的。美国 CDC 估计，在以每小时 55 英里的速度行驶时发短信，就像闭着眼睛开车穿过一个足球场4。分心驾驶可能由许多原因引起，比如疲劳、情绪低落，或使用药物或酒精。
无线脑电图（EEG）头戴式设备可以检测驾驶过程中的分心，从而协助实时预防事故。2013年，西澳大利亚皇家汽车俱乐部测试了这一理论。
关注力驱动的汽车对分心驾驶进行了测试。来源：RAC
注意力驱动汽车
正如 CDC 的例子所示，当我们分心时，我们的大脑无法有意识地处理紧急信息。西澳大利亚皇家汽车俱乐部（RAC）发现，在涉及车祸的澳大利亚驾驶员中，有 20% 的人在看着他们撞上的物体。然而，由于认知分心，他们无法理解发生了什么。
“大脑基本上是一个注意力机器，”Emotiv 的共同创始人兼首席技术官 Geoffrey Mackellar 解释说。“大脑前部必须保持活跃并高度参与驾驶，因为潜意识大脑并不知道驶出车道会引起问题。”
这个想法是：如果您的汽车能够感知您何时分心并减速会怎样？西澳大利亚皇家汽车俱乐部（RAC）与 Emotiv 合作，改装了一辆现代 i40，使其能够做到这一点。驾驶员佩戴了与车辆通信的 EPOC 系列 14 通道 EEG 头戴式设备。脑部表现直接影响了汽车的速度。
在为各种脑部状态（包括睁眼/闭眼、注视率、“走神”等）测量基准数据后，车辆被编程为在人员分心时减速。当驾驶员将头转开路面时（由 EPOC 内置的陀螺仪指示），汽车也会做出反应。
RAC 带着这辆“注意力驱动”的汽车进行了一次公路旅行，以证明注意力不集中会影响到每个人6。公路旅行之后进行了一闭路循环实验，以进一步探讨认知分心的问题，特别是在漫长的路段上。虽然改装车尚未量产，但它引起了公众对我们在方向盘后是多么容易分心的意识。
智能脑机接口导航（B2V）系统的吸引力已经吸引了汽车制造商。2018年，日产展示了一款 B2V 概念车，它可以根据用户的喜好进行调整，并在紧急情况下做出快速反应7。
“通过预测预期的动作，系统（转动方向盘或减速）可以比人类平均反应时间快 0.2 到 0.5 秒介入，从而缩短反应时间，同时对驾驶员来说基本感觉不到，”日产解释道8。
实时警报可在驾驶员过度疲劳而无法驾驶之前发出疲劳警报。
疲劳预警
比起注意力不集中，有意识的心灵更容易察觉到困意。然而，当驾驶员开始打哈欠或打瞌睡时，对其自身和他人的危险已经迫在眉睫。这就是为什么研究人员正在探索利用无线 EEG 脑电图在为时已晚之前预测疲劳驾驶。
如果将此类疲劳检测系统集成到汽车的操作系统中，则可能会在出现认知受损的首要迹象时提醒驾驶员。这个概念对于缓解普遍分心也是有益的。
一项大学研究创建了一个软件框架，并使用 EPOC 头戴式设备来检测听课期间注意力分散的情况。当警觉性下降时，震动短信提醒会发送到学生的手机上，从而使 75% 的参与者能够重新合上并保持专注9。
可以通过几种视觉线索来识别一个人的困意，例如点头、闭眼和打哈欠。釜庆大学的 Li 等人进行的一项研究利用视频和脑电图（EEG）数据来观察清醒的大脑状态、变化以及头部运动。他们报告称，在观察“轻度瞌睡”事件时，检测准确率达到了 96.24%10。
进一步延伸这一思路，2017 年的一项研究设计并实施了一种轮询算法，以测量不同深度的困意。其目标是在实时驾驶中及早发现困意，以防其发展成危险。实验期间使用 Emotiv EPOC 测量了大脑活动。作者报告称，将瞌睡状态与清醒状态区分开来的成功率为 82%11。
通过脑电图（EEG）与打哈欠等视觉线索一同测量，以精确确定受试者在驾驶时警觉性的降低。来源：Li et al., 2015
保持冷静，继续前行
联盟国的目标是到 2030 年将道路交通死伤人数减少一半12。科学家和工程师可以研究分心驾驶员的想法，并设计车辆来帮助他们。由于无线、便携式脑电图（EEG）设备的价格和民用化，这正在变为可能。
研究人员利用便携式脑电图来研究分心驾驶（从正念认知到检测疲劳），以预防道路上的事故。
参考文献
1道路交通伤害。（2023年12月13日）。世界卫生组织：WHO。https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2Madore, Kevin P. 和 Anthony D. Wagner。（2019年4月1日）。多任务处理的多重代价。PubMed Central (PMC)。
3分心驾驶。（2023年）。NHTSA。https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4分心驾驶 | 交通安全 | 伤害中心 | CDC。（无日期）。https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5Stinson, L.（2013年11月8日）。这辆汽车能感知你何时注意力不集中并减速。WIRED。https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA。（2013年11月17日）。RAC注意力驱动汽车公路旅行电视广告 [视频]。YouTube。https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Cars。（2018年1月8日）。CES 2018：日产的脑机接口技术基本能读懂你的心思 [视频]。YouTube。https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8脑机接口 | 创新 |。（无日期）。日产全球。https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017). 重新获得注意力的建模框架。Journal of Applied and Physical Sciences, 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
10Li, G., & Chung, W. (2015). 用于早期检测驾驶员疲劳的上下文感知脑电图头戴式设备系统。Sensors, 15(8), 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017). 通过便携式脑机接口实时检测人类疲劳。Open Journal of Applied Sciences, 07(03), 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12年道路死亡人数达130万，联合国希望到2030年将该数字减半。
(2021年12月6日). 联合国新闻。检索于2024年3月27日，https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
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