改良的虚拟现实技术可以测量大脑活动

研究人员改进了一款商用虚拟现实耳机，使其能够测量大脑活动并检查我们对暗示、压力源和其他外部力量的反应。

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队创建了一种无创脑电图 (EEG) 传感器，并将其安装在可长时间舒适佩戴的 Meta VR 耳机中。脑电图测量沉浸式 VR 交互过程中大脑的电活动。

该设备可用于多种用途，从帮助焦虑症患者，到使用飞行模拟器测量飞行员的注意力或精神压力，再到让人类有机会通过机器人的眼睛进行观察。

领导这项研究的科克雷尔工程学院航空航天工程与工程力学系教授 Nanshu Lu 表示：“虚拟现实比在大屏幕上做事更具沉浸感。” “它为用户提供了更真实的体验，我们的技术使我们能够更好地测量大脑对环境的反应。”

该研究发表在 《软科学》杂志上。

VR 和 EEG 传感器的配对已经进入商业领域。然而，目前现有的设备价格昂贵，研究人员表示，它们的电极对用户来说更舒适，延长了潜在的佩戴时间并开辟了更多应用。

当今最好的脑电图设备由一个覆盖着电极的盖子组成，但这不适用于 VR 耳机。单个电极很难获得清晰的读数，因为我们的头发阻碍了它们与头皮的连接。最流行的电极是刚性的梳状电极，通过毛发插入与皮肤连接，这给用户带来不舒服的体验。

“所有这些主流选择都存在重大缺陷，我们试图用我们的系统来克服这些缺陷，”卢实验室的研究员李红边说。

在这个项目中，研究人员创建了一种由柔软导电材料制成的海绵电极，克服了这些问题，这是由李领导的努力。改进后的耳机在顶部带和前额垫上设有电极，带有类似于 卢的电子纹身的导电迹线的柔性电路，以及连接在耳机背面的脑电图记录设备。

这项技术将应用于德克萨斯大学奥斯汀分校的另一个重大研究项目：一个 新的机器人交付网络 ，该网络也将成为迄今为止关于人机交互的最大研究。

Lu 是该项目的一部分，VR 耳机将供与机器人一起旅行或在远程“天文台”的人们使用。他们将能够从机器人的角度进行观察，并且该设备还将长时间测量这种观察的心理负荷。

航空航天工程系教授路易斯·森蒂斯(Luis Sentis)表示：“如果你能通过机器人的眼睛看到，它就能更清楚地描绘出人们对它的反应，并让操作员在发生潜在事故时监控他们的安全。”工程力学，共同领导机器人交付项目，也是 VR 脑电图论文的合著者。

为了测试 VR 脑电图耳机的可行性，研究人员创建了一款游戏。他们与钱德拉家族电气与计算机工程系和戴尔医学院的教员、脑机接口专家 José del R. Millán 合作，开发了一种驾驶模拟，让用户按下按钮做出反应转动命令。

脑电图测量用户做出驾驶决策时的大脑活动。在这种情况下，它显示了受试者的注意力有多集中。

研究人员已经为脑电图提交了初步专利文件，他们愿意与 VR 公司合作创建该技术的内置版本。

研究团队的其他成员包括 Chandra 家族电气与计算机工程系的 Hyonyoung Shin、Minsu Zhang、Nicholas Riveira 和 Susmita Gangopadahyay;航空航天工程与工程力学系的Andrew Yu、Heeyong Huh、Zhengjie Li和Yifan Rao;沃克机械工程系的Sangjun Kim、生物医学工程系的Jessie Peng;和韩国 Artue Associates Inc. 的 Gubeum Kwon。