[發(fā)明專利]具有對于高速、精確和直觀的用戶交互的適配的大腦-計算機接口

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880085323.1
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN111542800A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·阿爾塞德;D·帕登;J·簡茨;J·哈梅特;J·小莫里斯;A·珀瑞拉
• 申請（專利權(quán)）人: 神經(jīng)股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;A61B5/04;G06F3/0485;G06F3/0487;G06F3/0488
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 劉前紅

本文描述的實施例涉及在大腦?計算機接口的實現(xiàn)中使用的系統(tǒng)、設(shè)備和方法，大腦?計算機接口集成了實時眼睛運動跟蹤與大腦活動跟蹤，以呈現(xiàn)和更新被策略性地設(shè)計用于人機交互的高速和精度的用戶界面。本文描述的實施例還涉及具有特定用戶界面適配以使得能夠?qū)?yīng)用和/或機器進(jìn)行高速、直觀和準(zhǔn)確的用戶操縱的硬件不可知的大腦?計算機接口的實現(xiàn)。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2017年11月13日提交的標(biāo)題為“Brain-Computer Interface withAdaptations for High-Speed,Accurate,and Intuitive User Interactions”的美國臨時專利申請序列No.62/585209的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本文所述的實施例涉及在大腦-計算機接口的實現(xiàn)中使用的系統(tǒng)、設(shè)備和方法，該大腦-計算機接口使用大腦活動跟蹤來呈現(xiàn)和更新被策略性地設(shè)計用于人機交互的高速度和精度的用戶接口(UI)或UX，以傳達(dá)對機器的用戶操縱。本文描述的實施例還涉及硬件不可知的大腦-計算機接口的實現(xiàn)，該大腦-計算機接口集成了眼睛運動跟蹤和神經(jīng)活動的分析集成以傳達(dá)對機器的用戶操縱。

背景技術(shù)

大腦-計算機接口(BCI)是一種硬件和軟件通信系統(tǒng)，它允許大腦活動單獨利用連線的大腦與外部設(shè)備之間的直接通信路徑來控制計算機或外部設(shè)備。BCI主要被設(shè)計為一種通過解釋大腦信號來直接提供對于操作機器和應(yīng)用的訪問的輔助技術(shù)。BCI發(fā)展的主要目標(biāo)之一是為因神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)肌肉紊亂(諸如肌萎縮性側(cè)索硬化癥、腦干中風(fēng)或脊髓損傷)而完全癱瘓或“鎖定”的嚴(yán)重殘疾人士提供交流能力，對于這些嚴(yán)重殘疾人士來說，與他人進(jìn)行有效的交流可能非常困難。

大腦-計算機接口的一些已知實現(xiàn)包括拼寫器，如Farwell和Donchin所設(shè)計的拼寫器。在這個拼寫器中，字母表中的26個字母以及其它幾個符號和命令按6×6矩陣顯示在屏幕上，其中行和列隨機閃爍。用戶將注意力集中在屏幕上，并連續(xù)地專注于要書寫的字符，同時監(jiān)視大腦的神經(jīng)反應(yīng)以尋找特征神經(jīng)大腦信號。一旦檢測到特征大腦信號，就允許系統(tǒng)識別期望的符號。Farwell-Donchin拼寫器允許人們以每分鐘2個字符的速度進(jìn)行拼寫。

BCI系統(tǒng)可以被設(shè)計為幫助和增強甚至有身體能力的人來操作計算機或其它數(shù)據(jù)處理機器和/或軟件應(yīng)用，而無需常規(guī)的輸入或輸出接口，諸如鼠標(biāo)和鍵盤。與常規(guī)輸入方法相比，BCI還可以提供與計算機進(jìn)行更直觀和自然交互的界面。此外，BCI也可以被開發(fā)為服務(wù)于許多其它功能，包括增強、修復(fù)以及映射和研究人類和動物的認(rèn)知和/或感覺運動系統(tǒng)及其功能。一些BCI應(yīng)用包括文字處理器、經(jīng)適配的Web瀏覽器、輪椅或神經(jīng)假肢的大腦控制以及游戲等。

發(fā)明內(nèi)容

本文針對硬件不可知的、集成的動眼(oculomotor)-神經(jīng)混合大腦-計算機接口(BCI)平臺的各種實施例描述了系統(tǒng)、設(shè)備和方法，以跟蹤眼睛運動和大腦活動，從而傳達(dá)用戶注視或注意的實時定位以及對期望動作的選擇/激活。本公開提出了一種集成的混合BCI系統(tǒng)，以解決對以高速度和精度操作的大腦-計算機接口的需求。

附圖說明

圖1是根據(jù)實施例的混合大腦-計算機接口系統(tǒng)的示意圖。

圖2示出了使用混合BCI設(shè)備的實施例的指向控制特征和動作控制特征以選擇/取消選擇刺激圖標(biāo)的示例實現(xiàn)中所涉及的步驟序列的圖示。

圖3A和3B示出了用戶交互之前和之后的UI。圖3C示出了根據(jù)實施例的安裝有基于視頻的眼睛跟蹤器和神經(jīng)記錄頭戴式裝置(headset)的用戶。

圖3D和3E示出了由圖3C中所示的基于視頻的眼睛跟蹤器和神經(jīng)記錄頭戴式裝置獲取的示例信號。

圖4示出了根據(jù)實施例的混合大腦-計算機接口設(shè)備的操作的示例處理。