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YES實戰(zhàn)工作坊 |未來已來!大腦與科技的奇妙融合:腦機接口的探索與實踐

 YesDesign 2024-05-08 發(fā)布于上海

-Yeeeees,我們是你的設計生涯加油站!-

每年,Yes Design都會通過洞察全年的設計熱點與設計趨勢推出相關主題的Workshop來鍛煉同學的小組合作與實踐能力,比如之前所開設的有關服務設計、AI、可穿戴設備等多領域研究工作坊等。

Yes Design2024全新實戰(zhàn)工作坊

開始報名啦!

今年年初馬斯克在社交媒體上宣布,其腦機接口公司(Neuralink)已完成首例人類大腦設備植入手術,接入者“恢復良好”。初步結果顯示,神經(jīng)元相關活動的檢測效果良好。

此前,Neuralink已經(jīng)完成了許多動物實驗,例如通過植入大腦的芯片、讓猴子可以用意念控制屏幕上的光標。9歲的獼猴Pager通過植入大腦的Neuralink芯片玩視頻游戲,從下面的鐵管可以喝到獎勵的香蕉奶昔。

通過一系列安全性的技術審核后,PRIME獲得的人類實驗許可,標志著這一研究向?qū)嶋H應用又邁出了重要的一步。

腦機接口是什么?

腦機接口(Brain-Machine Interface,BMI;Brain Computer Interface,BCI),指在人或動物大腦與外部設備之間創(chuàng)建的直接連接,實現(xiàn)腦與設備的信息交換。這一概念其實早已有之,但直到上世紀九十年代以后,才開始有階段性成果出現(xiàn)。

腦機接口技術是一種變革性的人機交互技術。其作用機制是繞過外周神經(jīng)和肌肉,直接在大腦與外部設備之間建立全新的通信與控制通道。它通過捕捉大腦信號并將其轉換為電信號,實現(xiàn)信息的傳輸和控制。

腦機接口的類型

腦機接口(BCI)的類型多種多樣,可以根據(jù)其工作原理、應用領域和實現(xiàn)方式進行分類。

侵入式BCI

侵入式BCI是指通過手術等方式直接將電極植入到大腦皮層,這樣可以獲得高質(zhì)量的神經(jīng)信號,但是卻存在著較高的安全風險和成本。另外,由于異物侵入,可能會引發(fā)免疫反應和愈傷組織(疤痕組織),導致電極信號質(zhì)量衰退甚至是消失。另外傷口也易出現(xiàn)難以愈合及炎癥反應。

半侵入式BCI

半侵入式BCI即將腦機接口植入到顱腔內(nèi),但是在大腦皮層之外。主要基于皮層腦電圖(ECoG)進行信息分析。雖然其獲得的信號強度及分辨率弱于侵入式,但是卻優(yōu)于非侵入式,同時可以進一步降低免疫反應和愈傷組織的幾率。

非侵入式BCI

非侵入式BCI是指無需通過侵入大腦,只需通過附著在頭皮上的穿戴設備來對大腦信息進行記錄何解讀。這種技術雖然避免了昂貴和危險的手術,但是由于顱骨對于大腦信號的衰減作用,以及對于神經(jīng)元發(fā)出的電磁波的分散和模糊效應,使得記錄到的信號強度和分辨率并不高,很難確定發(fā)出信號的腦區(qū)或者相關的單個神經(jīng)元的放電。

腦電圖(EEG)技術是目前最成熟的腦機接口技術。EEG是一種典型的非侵入式腦機接口技術,其方法是將電極陣列貼附在頭皮上,運用精密復雜的儀表實現(xiàn)多路腦電圖信號同時采集、分析,以獲得大腦不同區(qū)域細胞群自發(fā)性、節(jié)律性電活動所產(chǎn)生的5~100 μV量級的電位差隨時間變化曲線。

腦機接口的具體應用

腦機接口(BCI)作為促進大腦與計算機之間通信的新興技術,近年來吸引了大量的研究。研究人員提供的實驗結果表明,腦機接口可以恢復殘障人士的能力,從而改善他們的生活質(zhì)量。BCI 徹底改變了多個行業(yè)并產(chǎn)生了積極影響,包括娛樂和游戲、自動化和控制、教育、神經(jīng)營銷和神經(jīng)人體工程學。

BCI × 醫(yī)療健康

BCI可以用于康復治療,幫助恢復中風、脊髓損傷或其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的運動功能。通過神經(jīng)反饋訓練,患者可以學會控制他們的腦信號以執(zhí)行特定動作。

 # Ddog 

由Nataliya Kos'myna領導的麻省理工學院研究團隊最近發(fā)表了一篇有關 Ddog 項目的論文。該項目旨在將波士頓動力公司的 Spot 四足機器人改造成一種基本的通訊工具,供患有漸凍人癥、腦癱和脊髓損傷等肢體障礙的人使用。

 # 我國首例四肢截癱患者實現(xiàn)自主腦控喝水 

首例接受腦機接口處理器植入腦內(nèi)的患者是一位車禍引起的頸椎處脊髓完全性損傷(ASIA評分A級),54歲,男性,此前長期處于四肢癱瘓狀態(tài)。2023年10月24日,首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院趙國光教授團隊、清華大學醫(yī)學院洪波教授團隊,共同完成了無線微創(chuàng)植入腦機接口NEO(Neural Electronic Opportunity)首例臨床植入試驗,將兩枚硬幣大小的腦機接口處理器通過神經(jīng)外科醫(yī)生的操作植入高位截癱患者顱骨中,成功采集感覺運動腦區(qū)顱內(nèi)神經(jīng)信號。

BCI × UI界面 

腦機接口(BCI)與用戶界面(UI)的結合提供了一種全新的人機交互方式,可以改變我們與設備和系統(tǒng)互動的方式。通過語音識別、手勢識別、觸摸屏、觸覺、眼動追蹤和BCI等多通道輸入,調(diào)動多感官體驗,提高交互的流暢度和沉浸感。

 # Food for Thought Based Interfaces 

Food for Thought Based Interfaces 是一系列短小的素描視頻,這些視頻設想了一個腦機接口 (BCI) 司空見慣的未來,允許用戶僅使用他們的思想訪問他們的電子設備。

Food for Thought Based Interfaces 為用戶手機訪問的不同 BCI 功能創(chuàng)建了應用程序原型。這個練習使設計師們能夠在消費者層面上探索基于思想的界面的使用。

BCI × 可穿戴設備

腦機接口與可穿戴設備之間存在一些交叉點。例如,某些可穿戴設備可能包含腦波傳感器,可以監(jiān)測用戶的大腦活動。這種結合可以使用戶通過他們的腦電活動來控制設備或應用程序,從而實現(xiàn)更直接、更自然的交互方式。

 # BrainCo深海豚(Easleep)睡眠儀 

產(chǎn)品聚焦當下熱點睡眠問題,基于其強大的精準腦電(EEG)以及人體體征信號檢測技術,結合CES物理助眠、雙聲拍及多重音波結合認知行為療法CBT-I,通過人工智能算法,為用戶打造睡眠問題整體解決方案。

 # MUSE-2 

MUSE-2是加拿大多倫多的一家科技公司InteraXon開發(fā)的一款可穿戴腦電設備,用戶佩戴此設備,并使用在移動設備中安裝的特定軟件便可完成腦電波的檢測活動。據(jù)InteraXon公司介紹,當用戶戴上這款設備時,可以非常直觀地看到自己的腦部活動變化情況,進而可以更加容易地對自身進行情緒訓練。

BCI × 游戲設計

在娛樂方面,BCI技術的前景也是非常的廣闊,比如可以與虛擬現(xiàn)實技術結合,無需額外的外設操控設備,可以直接通過思維來控制游戲種的角色,獲得更加沉浸式的游戲體驗。

 # Awakening 

神經(jīng)科技初創(chuàng)公司Neurable推出的腦機VR游戲《Awakening》是全球首款基于腦部控制的VR游戲,玩家可以通過大腦意念操控游戲中的物體。

BCI × 交互藝術

BCI技術可以創(chuàng)建沉浸式的虛擬現(xiàn)實游戲或體驗,讓用戶通過大腦信號進行互動和控制。

 # Opera on Brainwaves 

Opera on Brainwaves(譯:腦波歌劇)這場獨特的歌劇演出采用了增強現(xiàn)實技術,通過智能服裝展示了腦電圖(EEG)和心電圖(ECG)傳感器(BrainLink)生成的情緒和心理狀態(tài)數(shù)據(jù)。觀眾可以透過智能服飾的綺麗光影,實時感受到演出者Elise Caluwaerts“真實”的情感變化,如:喜悅、悲傷、自豪、興奮、壓力和專注等。

課程亮點

01

隨著科技的飛速發(fā)展,腦機接口(BCI)技術正逐步從科幻走向現(xiàn)實,這項新技術具有深遠的科學意義和廣泛的應用前景。

本工作坊旨在召集對BCI技術的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及未來的發(fā)展方向感興趣的同學一起探討與研究,了解BCI技術的最新研究成果和應用案例,討論并預測BCI技術未來的發(fā)展趨勢和潛在的社會影響。

你將收獲

02

?  跨學科融合項目

工作坊圍繞BCI腦機接口展開討論,將涉及到人機交互、機器學習、可穿戴等多個學科領域的知識。學生將有機會從跨學科的角度深入探討這一話題,拓寬視野,增強綜合能力。

?  實踐探索機會

工作坊將提供實踐性的學習機會,通過案例分析、小組討論等方式,參與到項目實踐中,鍛煉解決問題的能力和團隊合作能力。

?  培養(yǎng)創(chuàng)新思維

工作坊將鼓勵學生積極思考和探索BCI腦機接口的未來發(fā)展趨勢和潛在應用場景,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。學生將有機會提出新穎的想法和解決方案,激發(fā)創(chuàng)造力,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

?  團隊互動與合作

工作坊將為同學們提供一個與來自不同背景和領域的同學們交流和合作的機會。通過小組討論、團隊項目等活動,學生將有機會與他人分享觀點、交流經(jīng)驗,并共同探討問題,提升自身團隊合作能力、溝通能力和領導力。

課程安排

03

5.19-5.26

介紹BCI腦機接口工作坊

主題發(fā)散+小組分組

5.27-6.2

討論并確定主題+導師討論+制定項目規(guī)劃

小組一手調(diào)研討論

6.3-6.9

小組一手調(diào)研結果分享+小組討論

6.10-6.16

深化調(diào)研內(nèi)容+更改產(chǎn)出分析圖+導師討論

6.17-6.23

腦暴產(chǎn)出方向并調(diào)研

6.24-6.30

中期匯報+小組確定設計方案方向(集體)

7.1-7.7

設計方案討論+導師討論

7.8-7.14

設計方案+匯報+導師答疑

課程導師

04

 YES交互設計導師 

 Miki老師 

主要課研方向為用戶體驗設計、交互設計

擁有英企獨立合作項目經(jīng)歷

教學經(jīng)驗豐富擁有全球頂尖院校案例

 YES教學負責人 

 YaYa老師 

有多年設計咨詢與產(chǎn)品系統(tǒng)服務設計經(jīng)驗

擅長跨學科研究和設計創(chuàng)新研究

擁有全球頂尖院校案例

 YES交互設計導師 

 Doreen老師 

主要研究方向為AR/VR、UX及互動媒體

注重用戶需求分析和產(chǎn)品功能優(yōu)化

對交互設計和數(shù)字設計有著獨特的理解

適合人群

05

● 針對 人機交互/BCI腦機接口感興趣的 學員/設計師
● 申請海外留學的學員

● 國內(nèi)考研、保研(以及夏令營)的學員

● 海內(nèi)外求職的學員/設計師

● 想要提升自己落地項目能力的學員/設計師

報名須知

06

工作坊時間

2024年5月19日

工作坊形式

線上、線下小班制教學

Group合作形式(2-3人)

如何報名

07

本項目僅針對YES內(nèi)部學員開設

感興趣的同學可以

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