客观日本

视觉操控电视机

2013年02月08日 科学家访谈

由庆应义塾大学教授富田丰领导的科研团队开发出一项技术,使人只需通过盯着闪烁的光源看就可以操控电器设备,而无需动手。这项技术具有广阔的应用前景,它可使残障人士能够更容易地操控各种设备。

此技术利用的是从视觉神经传输到大脑的电子信号。在试验中,科研团队在一台电视机的显示屏框架上固定多个闪烁光源。一般而言,当我们看着某样东西时,会有电子信号从我们眼睛里的视觉神经传输至大脑枕叶区的视觉皮层,图像就在这里基于这些信号重建。如果光源的闪烁频率发生变化,所传输的电子信号也会随之轻微变化。

在实验中,显示器上的光源各以不同的频率闪烁——诸如每秒7次和每秒数十次——每个光源均对应一个功能,例如开启或关闭电视机的电源开关,或从较低的频道调至较高的频道。

受试者的枕骨位置会贴上感应电极。举例来说,假如受试者盯着连接电源开关的光源看,在视觉神经中就会产生对应此闪烁频率的电子信号。这些电子信号从眼睛传输到大脑,并由贴在头皮上的电极感应到。控制系统判断出这些信号对应的是电源开关,于是将电源开启或关闭。与此类似,如果受试者盯着调高频道的光源看,频道就会自动更换。

此前开发的旨在让人无需动手就能操控电器设备的技术,使用的是在脸颊或眼睑上贴传感器的方式。由于其传感器系统操作的装置原理与轮盘赌类似,所以包括所需要的时间等都成为这些系统的问题。而由富田教授开发的系统只需盯着看三秒钟即可实现想要的功能。

并且,使用新系统还可以通过简单地更改相应光源的方式来改变所操控的功能。此系统可以广泛应用,从日常家用电器到供残障人士使用的设备,包括电动床和紧急呼叫设备等。另外,因为光源之间只需距离2厘米就能够被区分,通过将光源分配到一个键盘的各个键上,有可能开发出“只需看看”的输入设备。

不过,此项技术要求用户视力正常,视力有问题者使用起来会有困难。在此项技术实际应用之前,还有一些问题亟待解决。辨别准确率是问题之一。由不同闪烁光源生成的电子信号之间的差别并没有多大,并且它们还会受到外部光源的干扰。控制系统对于盯着看三秒钟的“准确率”当前为80%。研究团队希望将其提高到只盯着看一秒钟即可达到90%。

另外,将感应电极装贴到枕骨上的合适位置还要求精熟的技巧,因此还需要开发出容易操作的传感设备,例如可集成到眼镜架上或挂在耳朵上的传感设备。富田教授的团队还开发了其他多种康复设备,团队成员牛场润一说:“我们将继续努力,开发更多能为残障人士提供帮助的设备。”(前田启一)