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假装聚精会神学习? 脑电评价系统让你露出马脚

来源:科技日报 时间:2021-07-22 作者:大学人才网

科技日报讯 (通讯员衣晓峰 记者李丽云)随着新冠肺炎疫情的全球蔓延,居家办公、远程学习得到了进一步的普及。针对网络学习等,专注力一直是被密切关注的热点。如何实现对学习者在学习、培训、开会过程中专注力的综合监测,进而对其学习培训、开会专注状态等做出客观有效的评估,已在教育界、心理学界、医学界等领域受到高度瞩目。

针对这一问题,哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院孙金玮教授,生物体传感技术团队博士曹天傲,以及副教授刘丹、王启松等人打造了一套基于多元生理信息的专注状态评价系统。

目前,从学术研究角度看,专注状态监测系统评价存在方法过于主观、采集信号单一、相关设备体积较大、便携性差、费电且各个模块分立、集成性弱等问题。孙金玮团队另辟蹊径,打造了一套基于多元生理信息的专注状态评价系统。他们首先针对传统式多通道脑电采集设备的体积与内部模块分立的局限性,设计了微型化、可穿戴的多生理信号采集节点,基于单通道脑电信号模拟采集前端、九轴加速度采集芯片和反射式血氧采集模块,实现了对脑电信号、姿态信号和血氧信号的同步采集与实时显示,便于被试者与操作人员的同步观测。

在此基础上,对于无线体域网中信息传输的带宽与功耗限制,孙金玮科研团队设计了基于无线射频WiFi的数据传输组网方式,可满足分析精度的信号高速通信。他们在实验室环境下开展了专注状态诱发实验,建立了以反应时间和正确率进行回归分析拟合的专注力客观评价指标。利用预处理后的各类生理数据,提取了多种特征,并依据与评价基准的相关性进行了专注状态评价性能的验证。实验表明,进行专注状态分类的准确率最高可达77.1%,实现了对专注状态的有效评价。

与此同时,孙金玮团队还成功研制了包含脑电信号、身体姿态信号、血氧浓度信号的多元生理信号检测设备,可对学习者坐姿的头部状态变化开展三维模拟与在线分析,并基于所采集的生理信号进行实时的脑力专注力的分析评估。摒弃了传统采集设备体积庞大、不易佩戴的弊端,展现出了小型化、智能化、可穿戴及稳定、高效、实用性强等特点,推动了多元生理参数检测技术的实用化发展,对教育教学方案的改进与提高具有反馈意义。


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