科技日報(bào)北京8月13日電 （記者張夢然）對于需要駕駛或操作重型機(jī)械的人來說，無法抗拒的困倦可能會帶來巨大危險甚至致命。為了他們免受睡意困擾，美國加州大學(xué)伯克利分校工程師發(fā)明了一種可檢測大腦困倦跡象的耳機(jī)，進(jìn)而提醒人們及時采取相應(yīng)“提神”措施。研究成果發(fā)表在最新一期《自然·通訊》上。
耳機(jī)檢測腦電波的方式與腦電圖相同。大多數(shù)腦電圖使用一系列連接到頭部的電極來檢測腦電波，而耳機(jī)使用內(nèi)置電極——耳塞來檢測腦電波，耳塞電極專門設(shè)計(jì)用于與耳道接觸。
耳塞檢測到的電信號比傳統(tǒng)腦電圖檢測到的電信號要小，但研究表明，他們的耳部腦電圖平臺足夠靈敏，可檢測到阿爾法波。阿爾法波是一種表現(xiàn)大腦活動狀態(tài)的腦電波模式，當(dāng)佩戴者閉上眼睛或開始入睡時，這種模式會增強(qiáng)。
用耳塞作為腦電圖電極還需解決一些實(shí)際難題。為了獲得準(zhǔn)確的腦電圖，電極需要與皮膚良好接觸。研究團(tuán)隊(duì)希望設(shè)計(jì)出一種干燥且通用的模型，這樣任何人都可將它們?nèi)M(jìn)耳朵并獲得可靠讀數(shù)。
團(tuán)隊(duì)最終設(shè)計(jì)了大、中、小3種尺寸的耳機(jī)。耳機(jī)采用懸臂設(shè)計(jì)，包含多個電極，可向耳道施加輕柔的向外壓力，并使用柔性電子器件確保佩戴舒適。信號通過定制的低功耗無線電子接口讀出。
作為實(shí)驗(yàn)的一部分，他們要求9名志愿者在黑暗的房間里戴上耳機(jī)，做一系列無聊的任務(wù)。每隔一段時間，志愿者們會被要求評估自己的困倦程度，并測量他們的反應(yīng)時間。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使耳機(jī)的信號質(zhì)量不佳，仍能對志愿者出現(xiàn)的困倦進(jìn)行分類，準(zhǔn)確度與同類更復(fù)雜且笨重的系統(tǒng)相當(dāng)。這款耳機(jī)屬于“開箱即用”設(shè)備，在對新用戶進(jìn)行困倦分類時也能保持準(zhǔn)確性。
