Пензенские ученые создали нейроинтерфейс, интегрируемый в устройства виртуальной реальности
Ученые Пензенского государственного университета (ПГУ) первыми в России создали устройство, которое позволяет регистрировать электрическую активность головного мозга человека во время погружения его в виртуальную реальность. Оно работает в комплекте с VR-шлемом и считывает электроэнцефалограмму, оценивая в реальном времени уровень стресса, концентрации и утомляемости. На разработку получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод регистрации электрической активности головного мозга, позволяющий оценивать функциональное состояние человека и выявлять нарушения в работе центральной нервной системы. С помощью электродов, закрепленных на коже головы, регистрируются сигналы и передаются на компьютер. Глядя на графики, медики оценивают психофизическое состояние человека. Изменения электрической активности мозга могут указывать на различные заболевания.
Ученые ПГУ расширили сферу применения этого метода диагностики, разработав нейроинтерфейс «NeuroVR», регистрирующий ЭЭГ, который работает совместно с VR-устройствами. Такой подход к изучению человеческого мозга необходим, когда важно понять, как человек реагирует на те или иные ситуации в виртуальной реальности.
«Существующие решения не предоставляют такую возможность, так как устройства виртуальной реальности и устройства для снятия ЭЭГ невозможно совместить из-за отсутствия специализированного программного обеспечения. В нашей разработке эти проблемы решены», — рассказал один из разработчиков, аспирант кафедры «Радиотехника и радиоэлектронные системы» ПГУ Александр Иванов.
По мнению авторов, разработка найдет применение в медицине, профотборе и игровой индустрии. Например, она дает возможность оценивать эффективность проведения диагностических и реабилитационных мероприятий — по реакции человека на погружение в виртуальную среду можно корректировать внешние стимулы. Также с ее помощью можно проверить готовность кандидата к выполнению ответственных и опасных работ (МЧС, операторы дронов, шахтеры) или оценить состояние участника компьютерных игр.
«Мы уверены, устройство поможет эффективнее отбирать кадры, например, в военной сфере. Кандидатов в операторы дронов можно погрузить в стрессовую сцену виртуальной реальности, приближенную к боевым действиям и посмотреть с помощью нейроинтерфейса, как они реагируют на громкие звуки, смену обстановки, какие решения они принимают, как это отражается на их состоянии. Это поможет в профотборе не только военных, но и в других ответственных профессиях», — поделился Александр Иванов.
Устройство состоит из корпуса, печатной платы и электродов. Оно легко помешается на ладони и обладает малым весом. «Мозг» компактного устройства представляет собой электронный модуль на основе печатной платы с микроконтроллером и встроенным программным обеспечением. ЭЭГ-данные передаются по радиоканалу на компьютер, где программный комплекс выполняет их обработку и формирует итоговые показатели. Беспроводной тип передачи данных повышает удобство и обеспечивает свободу движений пользователя.
Авторы отметили, что уже есть первые результаты — более 50 добровольцев смогли на себе протестировать новый нейроинтерфейс.