腦機接口技術解決暈車問題 系首次運用，已獲多項專利

李遠清

琶洲實驗室常務副主任

華南理工大學教授、博士生導師

中國腦機接口產業聯盟副主任委員及學術研究組主席

擔任中國自動化學會常務理事、中國人工智能學會理事、中國圖形圖像學會理事等

在腦機接口領域深耕20餘載

在國際著名期刊及權威會議上發表論文200餘篇，申請獲批專利70餘項

戴上頭環，進入冥想，便能解決暈車問題？記者從位於廣州的琶洲實驗室獲悉，琶洲實驗室腦機智能研究中心、華南理工大學、華南腦控（廣東）智能科技有限公司相關團隊開發了一套腦機接口正念冥想系統，運用最新的腦機接口技術，輔助提升正念冥想程度，探索解決暈車問題的新方式。此套系統的主要發明人，琶洲實驗室常務副主任、華南理工大學教授、博士生導師李遠清介紹，“這是腦機接口技術首次運用解決暈車問題，國內外第一款便捷可穿戴、無副作用、效果顯著且得到嚴格驗證的防暈車方法和產品，相關技術和系統已經獲批多項發明專利。”

體驗

戴上頭環

跟隨引導有助於保持“輕鬆的清醒”狀態

採訪現場，記者在測試車輛上對此套設備進行了體驗。

設備由一個頭環和一臺平板電腦或手機兩個硬件構成。頭環上，有數個用於接收腦電波信號的電極。設備的使用十分方便，僅需戴上頭環，戴上耳機連接平板電腦，在平板電腦上選擇冥想的場景，緊接着跟隨耳機聲音引導進入冥想即可。

記者挑選了篝火以及流水等多個場景。以篝火爲例，平板電腦上顯示出篝火燃燒的畫面，耳機傳出聲音引導注意篝火的形狀、顏色等，以提升專注力，進入更佳的冥想狀態。

在屏幕的左上角，有變動的數字，是正念冥想程度的體現，分數越高則正念冥想的狀態越好。此外，屏幕畫面的清晰程度也能體現正念冥想程度。當記者的注意力嘗試從畫面轉移到周圍其他元素時，其分數會低至10分以下，畫面很是模糊；當注意力迴歸畫面，經過幾分鐘進入狀態後，分數能提高到40-70分之間，畫面隨之更加清晰。

經過約15分鐘的測試下車後，一個明顯的感受是，路上的記憶僅有屏幕和聲音引導的畫面，至於車窗外的景象則無印象。與在車上看電影、聽音樂的感受不同的是，精神方面顯得輕鬆一些。

參與指導測試的工作人員向記者解釋道，正念冥想和看電影、聽音樂轉移注意力不同，後者依然會給大腦帶來壓力，轉移注意力效果有限，無法緩解暈車現象，但腦機接口正念冥想系統在有效幫助用戶轉移注意力的同時，使得大腦保持了“輕鬆的清醒”狀態。

測試

八成以上測試人員表示有效

李遠清團隊招募了有暈動症的男女超100名，參與乘車驗證實驗。

李遠清向記者介紹道，實驗結果數據顯示，其中，80%以上的參與人員表示對暈動症有明顯緩解效果。他們進一步挑選那些有效果的實驗被試，進行2小時時長的乘車實驗，所有的人都表示系統對暈動症有緩解效果，其中約85%的實驗被試全程感覺有效，沒有明顯的暈車發生（注：一般只有輕微症狀），剩下約15%的被試前半段有效。

南都記者採訪了4位測試人員。葉姓測試人員主要對汽車的加速減速敏感，乘坐汽車時表現出噁心想吐的現象。他參加了5次測試。“需要5-10分鐘進入狀態，此後感覺良好，暈車現象有明顯改善。”他說道。

陳姓測試人員來自福建，因新家與老家的車程超過1個小時，且需途經蜿蜒的山路，乘車時經常感到噁心，需要開窗戶通風。參與測試的過程中，他表示“不再有暈車的感覺”，注意力都集中到了此套系統中的屏幕畫面上。

張姓測試人員來自重慶，需要經山路進城，暈車嚴重時會嘔吐。參與測試過程中，在進入較好的正念冥想狀態後，她表示“沒有反胃、頭暈”的情況。“僅需戴上頭環，還是挺方便的。”

梁姓測試人員認爲自己暈車主要源於密閉空間、車輛震動以及車內外的靜與動帶給自己不協調感。他儘量選擇坐副駕駛，以保證車前視野與兩邊視野同樣保持運動，儘量不去感受運動的狀態，還需吃藥緩解，以及開窗通風。他總共參加了5次短途和2次長途測試。他表示，“前期進入狀態需要一定時間，但進入較好的正念冥想狀態後，能夠達到‘完全不暈’的狀態。”

原理

腦機接口提供神經反饋

提升正念冥想程度，解決暈車問題“根據感覺衝突理論，視覺、聽覺、前庭或體感系統傳遞的信息不匹配，且與大腦預測的運動不一致，是暈動症發生的主要原因。”李遠清告訴記者。

“人們乘坐交通工具感到頭暈的時候，去做正念冥想，注意力就轉移了，是有可能緩解頭暈的；但僅僅靠正念冥想不足以解決大部分人的暈車問題。”李遠清認爲。

李遠清說道，“正念冥想對改善睡眠和情緒及減壓等都有作用，因而已經成爲抑鬱、焦慮等心理精神疾病的臨牀療法而被廣泛使用。”

儘管正念冥想益處衆多，但是初學者往往不好理解和掌握。運用最新的腦機接口技術，可以使患有暈動症的人在乘車時能夠更方便、更輕鬆地提升正念冥想的程度，緩解暈車問題，這是此套腦機接口正念冥想系統的主要作用。

據介紹，此套系統在大腦和外部設備之間建立了一條直接交互控制通道，包括腦電信號採集模塊、腦電信號分析模塊、執行/應用模塊、反饋模塊。

“基於頭皮腦電的腦機接口是一種非侵入式腦機接口，因爲對我們大腦和身體沒有任何傷害而逐漸得到應用落地。”李遠清表示。

具體做法是，用戶戴上帶有電極的頭環。這些電極貼近使用者的前額皮膚和太陽穴皮膚，自動接收腦電波。腦電波被頭環設備放大以後，再無線傳輸至計算終端（手機、平板電腦、或者PC/筆記本電腦）。計算終端分析腦電波信號，評估正念冥想狀態，評估的結果通過分數、聲音變化、屏幕上的場景畫面變化反饋給用戶。

正念冥想狀態越好，分數就越高，聲音和場景畫面就越清晰越漂亮；反之，分數就會變低，聲音和場景畫面也會變得模糊。用戶根據這些生物/神經反饋很容易知道他們的正念冥想狀況，從而更加專注正念冥想。

“這個系統讓用戶特別是初學者容易進入正念冥想狀態，覺得正念冥想不那麼難了，變得很有趣了。該系統經過長時間和大量人羣試用，效果良好。這裡起關鍵作用的就是上面提到的由腦機接口所提供的生物/神經反饋模塊。”李遠清說道。

觀點

科技創新成果轉化受到空前重視

仍有部分制度性難題待解

李遠清從事腦機接口技術研究已有20餘載，主持國家重點研發計劃項目、863課題、國家自然科學基金重點項目、科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目等；獲得國家、省部級重大科技成果獎多項。

2008年，他從國外回到華南理工大學，建立了自己的實驗室，於2012年開始嘗試將腦機接口技術與醫療結合，爲高位截癱患者提供運動功能輔助技術，爲意識障礙患者提供意識檢測、輔助診斷與康復預測技術。例如，通過腦機接口技術，設備能夠識別患者的腦電波信號，患者使用這套設備，實現通過“意念”操作輪椅或者機械臂，完成動作。

“儘管腦機接口具有廣闊的應用前景，如專注力訓練、中風患者運動功能康復等等，學術界和產業界一直在努力推動腦機接口產業化落地，但是能夠滿足市場剛需的腦機接口產品迄今尚未問世，我們的系統在某種程度上填補了這項空白。”李遠清表示。

近年來，作爲前沿性戰略性科技領域，腦機接口技術受到各國政府、學術界、產業界和社會大衆的廣泛關注。如馬斯克所成立的腦機接口公司頻頻推出新成果、公佈科研攻關新進展，展現了腦機接口技術的重要潛力，吸引了無數關注。

爲促成科技成果轉化，2019年5月，華南理工大學李遠清教授團隊通過科技成果轉化創立了華南腦控（廣東）智能科技有限公司——一家腦機AI全產業鏈自主知識產權的企業，公司股東包括華南理工大學等。

琶洲實驗室是廣東省爲落實國家創新驅動發展戰略所設立的第三批省實驗室之一，坐落於廣州市海珠區琶洲試驗區。

科技成果轉化近年來受到社會各界高度重視，也是擺在李遠清面前的下一步計劃。

李遠清介紹，腦機接口正念冥想系統將在未來合適的時機推向市場。對於科技成果轉化這一話題，李遠清受訪時表示，“當前各級政府、高校都高度重視科技成果轉化，其重要程度空前。”不過，他認爲，當前依然有一些難題待解決。

具體而言，包括配套政策制度需跟上，應更多地讓市場來評價科技成果，以及在扶持方面增加應用場景的扶持等。李遠清表示，未來3年，琶洲實驗室將按省市區、依託單位華南理工大學各級領導的要求，把科技成果轉化作爲重點工作推進，讓來自實驗室和華南理工大學等高校的科技成果賦能產業，發展新質生產力。　π

採寫丨南都·琶洲π記者 代國輝

攝影丨南都·琶洲π記者 馮宙鋒