Исследователи модифицировали гарнитуру виртуальной реальности, предоставив ей возможность измерять активность мозга и изучать, как мы реагируем на подсказки, стрессы и другие внешние факторы.
Исследовательская группа из Техасского университета в Остине создала неинвазивный датчик электроэнцефалограммы (ЭЭГ), который был установлен в гарнитуру виртуальной реальности, позволяющую комфортно носить ее в течение длительного времени. ЭЭГ измеряет электрическую активность мозга во время иммерсивного взаимодействия с VR.
Устройство можно использовать в самых разных областях: от помощи людям с тревожными расстройствами до измерения внимания или умственного напряжения летчиков, использующих симулятор полета, и до предоставления человеку возможности увидеть глазами робота.
«Виртуальная реальность — это гораздо более захватывающее зрелище, чем просто выполнение действий на большом экране», — говорит Наншу Лу, профессор кафедры аэрокосмической техники и инженерной механики Кокрелловской инженерной школы, возглавлявший исследование. «Это дает пользователю более реалистичный опыт, а наша технология позволяет нам получить более точные измерения того, как мозг реагирует на эту среду».
Сочетание VR и датчиков ЭЭГ уже появилось в коммерческой сфере. Однако существующие сегодня устройства являются дорогостоящими, и исследователи утверждают, что их электроды более удобны для пользователя, что увеличивает потенциальное время их ношения и открывает дополнительные возможности применения.
Лучшие на сегодняшний день ЭЭГ-устройства представляют собой шапочку, покрытую электродами, но это не очень хорошо сочетается с гарнитурой VR. К тому же отдельные электроды не позволяют получить точные показания, поскольку волосы мешают им соединяться с кожей головы. Наиболее популярные электроды имеют жесткую и гребенчатую форму и вставляются через волосы, чтобы соединиться с кожей, что вызывает дискомфорт у пользователя.
«Все эти распространенные варианты имеют существенные недостатки, которые мы попытались устранить с помощью нашей системы», — говорит Хунбянь Ли, научный сотрудник лаборатории Лу.
В рамках данного проекта под руководством Ли исследователи создали губчатый электрод из мягкого проводящего материала, который позволяет преодолеть эти проблемы. Модифицированная гарнитура оснащена электродами, расположенными на верхнем ремешке и на лобной подушке, гибкой схемой с проводящими дорожками, похожими на электронные татуировки Лу, и устройством записи ЭЭГ, прикрепленным к задней части гарнитуры.
Эта технология будет использована в другом крупном исследовательском проекте UT Austin: новой сети доставки роботов, которая также послужит крупнейшим на сегодняшний день исследованием взаимодействия человека и робота.
Лу является частью этого проекта, и гарнитуры виртуальной реальности будут использоваться людьми, путешествующими вместе с роботами или находящимися в удаленной «обсерватории». Они смогут наблюдать за происходящим с точки зрения робота, а устройство также будет измерять умственную нагрузку от такого наблюдения в течение длительного времени.
«Если вы можете видеть глазами робота, это дает более четкую картину реакции людей на него и позволяет операторам следить за своей безопасностью в случае возможных аварий», — сказал Луис Сентис, профессор кафедры аэрокосмической техники и инженерной механики, который руководит проектом по доставке роботов и является соавтором статьи о VR EEG.
Чтобы проверить работоспособность гарнитуры VR EEG, исследователи создали игру. В сотрудничестве с Хосе дель Р. Милланом, преподавателем факультета электротехники и вычислительной техники семьи Чандра и Медицинской школы Делла, специалистом по интерфейсам «мозг-машина», они разработали симулятор вождения, в котором пользователь нажимает кнопку, реагируя на команды поворота.
ЭЭГ измеряет мозговую активность пользователей в процессе принятия ими решений. В данном случае она показывает, насколько внимательны испытуемые.
Исследователи подали предварительную патентную заявку на ЭЭГ и готовы сотрудничать с VR-компаниями для создания встроенной версии этой технологии.
