應用於日常生活環境之可攜式人性化腦波監控與腦機介面系統(I)

Abstract

在複雜的人機互動介面中，人類常因各種生理或心理因素所引起的暫時警覺性喪失，注 意力不集中，或正確決策力降低等，而導致工作效率及安全性降低，甚至產生許多意外，造 成生命及社會的損失。國內外許多研究報告發現90%的交通事故可歸因於駕駛員疲勞、酒醉 所造成的不當駕駛。不幸的是，人類很難長時間維持高度的清醒與專注力，尤其是單調的工 作甚至是在違反生理作息的工作時間中。然而，目前大多數無法由機器取代而需要人類介入 的工作介面/環境中，大多假設工作者可以維持清醒與專注的精神狀態，並隨時可以對預期或 不預期的狀況進行處理與反應，這使得我們的社會無法免於無意的「人為疏忽」所造成的傷害。 本計畫的主要的目標在於透過各種生理心理資訊的即時分析，來進行人類對外界刺激的 認知狀態與相對反應的偵測與模擬並建構可靠與實用的腦機界面。我們將透過無線通訊與微 機電技術開發高感度、低價位與高實用性的生理訊號感測器，以擷取高品質的生理訊號。我 們亦透過虛擬實境動態汽車駕駛模擬系統結合生理訊號分析技術，研究人類在汽車駕駛中， 對於刺激事件決策的各種正確、不正確反應，沒有反應或認知錯誤反應與伴隨腦動態的關連 性，以及人類不同認知狀態所對應的腦神經活動，開發汽車駕駛員的疲勞與飲酒等各種即時 認知狀態偵測技術，並探討其相對應之汽車操控能力。同時我們也將發展生物回饋 (Biofeedback) 技術，以在偵測出駕駛員在心理或生理狀態產生不適時，自動選擇在最適當的 時機給予最有效的回饋訊號，用以提醒駕駛員啟動其調適的機能。最後，我們將開發一套可 攜式腦機介面系統，可接收即時腦波及其他生理訊號，持續偵測使用者進行高專注力工作時 的精神認知狀態，並有效的回傳即時訊息給使用者，減少人機互動的危險性，增加人機互動 效能。本研究將整合以下四個分項研究： 分項一：高感度非侵入式電生理感測系統晶片(SoC) 分項二：高效能生醫訊號訊號無限傳輸晶片 分項三：持續性人類認知狀態估測技術與腦機介