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人机脑波交互设备及人工智能云平台

      本项目拥有一大核心技术“脑电波时间序列数据人工智能智能分析技术”,该技术又包括“鞅理论脑电波信号放大算法”,“脑电波控制任意方向飞行算法”“脑电波关键动作识别与中风前兆识别算法”和“特有的脑电波抑郁症与儿童自闭症心理学建模”四大创新点。将其应用到教育和医疗两大应用领域:

      1.医疗领域包括“意念控制按摩椅”结合血压心率监测用于高血压中风监测,“心理学评测系统”辅助心理学专家评测心理状态心理缓解等治疗,以及“心理学(儿童自闭症)大数据研究 平台”用于研究儿童自闭症治疗与数据挖掘。

      2.教育领域包括“人工智能机器人”、“意念控制机械臂”、“意念控制无人机”、“人工智能赛车”和“专注力大数据及教学方法平台”共同构成人工智能实验室可以销售给学校,培训机构等用于提升儿童专注力和学习力。以上产品中包括五大智能人机交互产品和三大软件(平台)产品。

      盈利模式为在教育领域将相关产品打包成AI实验室销售给中小学和培训机构,在医疗领域为直接为按摩椅厂商提供脑电波中风监测套件将其嵌入到按摩椅厂商的产品上实现增值收费,以及为儿童自闭症小孩提供评测和治疗服务。


  • 脑电波信号
  • 大数据平台
  • 人工智能
  • 专注力训练
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人机脑波交互设备及人工智能云平台
人机脑波交互设备及人工智能云平台

项目介绍

 项目背景


1、教育方面

《中国青少年注意力调查报告》显示,有近一半的学生表示上课注意力不能集中,这是我国第一次进行大规模的注意力调查,反映出我国青少年注意力状况不容乐观且被忽视。济南市公安局民警心理训练中心通过十多年的犯罪心理研究调查表明:有近75%的青少年犯罪与专注力缺失有关。2011年,专注力课题组对2846名中小学生进行了专注力水平检测,结果显示专注力优秀和良好的不足10%。学生专注力缺失或不足已成为普遍现象,且呈现出数量速增、年龄低龄化的趋势。

学生专注力缺失或不足已成为当下教育面临的紧迫而又难以解决的突出问题,它直接制约教学质量、班级管理和学校的可持续发展,严重阻碍学生身心健康发展和全面素质的提高。


2、医疗方面

就目前市场来说,虽然市面上普通的健康检测产品已经很多,但是像我们产品这样利用脑电波监测的产品国外只有以色列和三星公司正在研究应用脑电波进行健康检测,而国内尚且没有相关报道。因此我们的产品对于国内市场来说是个全新独特的项目,我们在市场上定位主要是指多通过脑波检测这种方式,及时提醒患者,为脑卒中患者争取更多的抢救时间。研究证据表明,80%以上的卒中是可以通过危险因素的控制来实现早期预防的,因此对于脑卒中患者来说抢救时间极其宝贵,在脑卒中发生时及时采取措施能够有效降低脑卒中的危害。

根据人群监测资料显示,64%病例发生在55~75岁年龄段,其中55~65岁年龄段所占比例最高,为34.6%,45岁以下发病的比例占4.4%。从近年来的监测资料显示,中风的发病有年轻化的趋势。因此,55岁以上人群应作为重点预防对象,但30岁以下的人群也有可能,也应加强预防。由于脑卒中患者大部分仍是中老年群体,所以市场定位主要是面向中老年市场,但是随着中风患者的年龄降低,我们产品未来市场也相应增加了年轻群体。


 项目技术关键点及创新点


(1)鞅理论的信号放大方法


由脑电波耳机收集到的脑电波信号是非常微弱的,大约在5~30uV左右,同时还夹杂有大量的噪音信号,那么将微弱的脑电波信息从含噪音的信号中提取出来,是技术难点。本团队通过多年的研究,提出了鞅理论的信号放大方法。此方法可以将微弱的脑电波信号放大,随后提取出关键脑电波信息。


(2)脑电波控制方向飞行算法


目前能识别到的脑电波信号只有4种状态(α波、β波 、θ波和δ波)。本团队通过类似于计算机编码的方式,巧妙的编码组合脑电波的4种状态,产生了6种以上的控制命令如图8所示,相关的控制编码方法已申请了发明专利,本团队拥有该控制方法的专利权和核心代码。


(3)关键动作脑电波识别算法


为了实现一些关键动作的控制,如无人机翻滚等,我们需要更高精度的识别用户的控制意图。例如,提取用户想控制无人机翻滚时的脑电波特征,当用户再一次出现这一特征的脑电波时,则控制飞机翻滚。我们改进后的方法识别准确率可以比市场上其他公司的高10%,达到80%。如图13所示,左上方第一个图是大脑想控制左手运动的原始脑电波图左下方那9个小图是分解之后的9个域上的脑电波子图,右边的图对应的是控制右手的脑电波图,经过分解可以明显地区分出是控制左手还是右手脑电波。


 项目技术优势


就目前全球市场来说,脑电波设备仍处于一个研究改进阶段,美泰公司的MindFlex意念控制玩具,通过利用大脑控制海绵球在空中的高度以及使之在充满障碍的迷宫中前行。BrainAthlete Golf Trainer在高尔夫球帽中采用NeuroSky(神念科技)的ThinkGear技术,可以帮助高尔夫运动员检测到他们的放松和集中程度。是一款帮助高尔夫运动员调整大脑状态。总的来看大多产品定位在玩具,辅助器材等。运用在教育和医疗上的我司是首创。

市面上普通的健康检测产品已经很多,但是像我们产品这样利用脑电波监测的产品国外只有以色列和三星公司正在研究应用脑电波进行健康检测,而国内尚且没有相关报道。因此我们的产品对于国内市场来说是个全新独特的项目,谷歌母公司Alphabet旗下的生命科学研究机构Verily 智能手表产品经理预测,其面向人群主要是高血压患者,他们患心脏病、糖尿病和中风的风险很高,监测心脏健康十分关键。根据凤凰科技指出,三星工程师已经开发了脑波监测仪,该设备检测内容主要包含早期检测传感器和算法包(EDSAP),该设备包含专用头盔、覆盖头盔的传感器,然后收集脑波数据,然后通过无线将数据发送到相关移动应用程序,然后程序就会对数据进行分析,从而确定中风的概率。


 应用案例


1、多功能脑电波耳机

2、脑电波身心反馈系统

3、脑电波控制无人机

4、意念控制机械臂

5、人工智能机器人

6、人工智能云平台

7、儿童辅助教学系统

8、健康监测与心理评测系统


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杭州归新信息科技有限公司

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