移动脑电图如何防止分心驾驶

安全驾驶是每个人的重大关切。新技术带来了自动驾驶汽车，希望能够减少由于人为错误造成的事故。它还引入了旨在提高驾驶安全性和乐趣的功能。这些功能包括挡风玻璃上的抬头显示和自动刹车系统，仅举几例。

自2010年以来，全球交通死亡人数下降了5%。然而，每年仍有119万人在车祸中遇难。此外，车祸每年使多达5000万人受伤。

无论汽车系统多么先进，人脑仍然是最强大的计算机。理解认知干扰在确保道路安全方面起着至关重要的作用。

为什么干扰是致命的

人类已经自欺欺人地认为我们可以多任务处理。研究表明，人在没有显著下降速度和准确性的情况下无法有效地多任务处理。

在当今社会，驾驶时打电话或使用信息娱乐系统是很常见的。然而，这可能是危险的，因为它会分散你对道路的注意。

分心驾驶法律试图提高驾驶安全性。工程师设计汽车使其更易于无手操作，以减少干扰。然而，涉及分心驾驶者的事故每天仍在美国造成九人死亡。

发送快速的短信可能感觉很即时，但因任何原因移开你的视线可能会致命。疾病控制与预防中心（CDC）估计，在55英里每小时的速度下开车时发短信就像闭着眼睛驾驶一个足球场。分心驾驶可能因多种原因发生，例如疲倦、烦恼或使用药物或酒精。

无线脑电图(EEG)头戴设备可以实时检测驾驶时的干扰，帮助防止事故。2013年，西澳大利亚皇家汽车俱乐部通过自建一辆脑电图汽车验证了这一理论。

注意力驱动的汽车将分心驾驶付诸实践。来源：RAC

注意力驱动的汽车

正如CDC的例子所示，当我们分心时，大脑无法有意识地处理紧急信息。西澳皇家汽车俱乐部发现，20%的澳大利亚司机在事故中分心，他们正在看着他们撞上的物体。但由于认知干扰，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的联合创始人兼首席技术官杰弗里·麦克凯勒解释道。大脑前部必须活跃并且非常参与驾驶，因为潜意识大脑不知道开车偏离车道会造成问题。”

这个想法是：如果你的汽车能够感知你分心并减速呢？RAC与EMOTIV合作改造了一辆现代i40，可以做到这一点。司机配备了一种EPOC系列14通道脑电图头戴设备，该设备能与车辆进行通讯。大脑表现直接影响汽车的速度。

在对各种大脑状态进行基准测量后，包括眼睛张开/闭合、注视率、“走神”等，脑电图汽车被编程为在驾驶者分心时减速。当司机将头转离道路时，汽车也会做出反应，这由EPOC内置的陀螺仪指示。

RAC进行了“注意力驱动”汽车的公路旅行，以证明注意力缺失会影响每个人。随后的公路旅行还进行了系列封闭回路实验，进一步探索认知干扰的问题，特别是在长时间的道路行驶中。虽然改造的汽车尚未大规模生产，但它引起了公众对我们在驾驶时如何容易分心的关注。

智能大脑-车辆（B2V）系统的吸引力并未被汽车制造商忽视。2018年，日产推出了一款B2V原型，可以根据用户的偏好进行调整，并在紧急情况下快速响应。

“通过预测意图运动，系统可以比普通人反应时间快0.2到0.5秒（转动方向盘或减速），从而改善反应时间，同时对司机几乎不可感知，”日产解释道。

实时警报可以在司机过于疲倦以致无法驾驶之前提醒他们。

困倦警报

感到困倦对意识来说比分心更明显。然而，当司机开始打哈欠或点头时，对他们自己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使用无线EEG在为时已晚之前预测困倦驾驶。

如果这样的困倦检测系统被实现到汽车的操作系统中，司机可能在认知能力受损的第一个迹象时就会获得警报。这个概念对一般分心同样有益。

一项大学研究创建了一个软件框架，并使用EPOC头戴设备在讲座期间检测注意力游离。当警觉性降低时，向学生的手机发送震动短信提醒，使75%的参与者能够重新恢复和保持专注。

一个人的困倦可以通过几个视觉线索识别，例如点头、闭眼和打哈欠。釜庆国立大学的Li等人进行的研究使用视频和EEG数据观察警觉的大脑状态和变化以及头部运动。他们报告了在观察“轻度困倦”事件时的检测准确率达到96.24%。

进一步发展这一想法，一项2017年的研究设计并实施了一个投票算法，以测量各种程度的困倦。其目标是在实时中早期发现困倦，以防止其在驾驶时变得危险。在实验中使用 EMOTIV EPOC来测量大脑活动。作者报告在识别困倦和清醒阶段时成功率达到82%。

脑电图与打哈欠等视觉线索相结合，以定位驾驶时受试者的警觉性下降。来源：Li等，2015

保持冷静，继续驾驶

联合国的目标是到2030年将道路交通死亡和伤害减少一半。科学家和工程师可以了解分心驾驶者的思维并设计车辆以帮助他们。这是因为无线移动EEG设备的价格和可获得性。

研究人员使用移动EEG研究从正念到检测困倦的分心驾驶，以防止交通事故。

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

2马多尔，凯文·P和安东尼·D·瓦格纳。（2019年4月1日）。多任务处理的成本。PubMed Central（PMC）。 www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7075496

3分心驾驶。（2023）。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/

5斯廷森，L.（2013年11月8日）。这辆汽车可以感知你不专心的时候并减速。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汽车。（2018年1月8日）。2018年国际消费电子展：日产的脑机接口技术可以在某种程度上读取您的思维 [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/

9查里莎，S.，卡鲁纳南达，A.，& 菲利普，G.（2017）。恢复注意力建模的框架。应用与物理科学杂志，3(2)。 https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1

10李，G.，& 钟，W.（2015）。一种基于上下文感知的EEG头戴设备系统，用于快速察觉驾驶者的困倦。传感器，15(8)，20873–20893。 https://doi.org/10.3390/s150820873

11沈，J.，李，B.，& 石，X.（2017）。通过便携式脑-计算机接口进行人类困倦的实时检测。开放应用科学杂志，07(03)，98–113。 https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009

12联合国希望到2030年将每年130万的道路死亡人数减少一半。
(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