新型纳米级脑传感器识别神经信号的准确率达到96.4%

知新了了 2025-04-14 11:52:37

这种由佐治亚理工学院开发的新型微型大脑传感器使用微针固定在佩戴者身上,不需要导电凝胶。

佐治亚理工学院的研究人员开发了一种微型大脑传感器,它非常小,可以放在头皮上毛囊之间的小缝隙里,稍微在皮肤下面。该传感器足够谨慎,不会被注意到,而且足够小,可以整天舒适地佩戴。

大脑传感器提供高保真信号,让你的大脑直接与电脑、增强现实(AR)眼镜或机器人四肢等设备进行交流。这是脑机接口(BCI)的一部分。

迄今为止,大脑信号通常是通过安装在人体头皮表面的电极非侵入性捕获的,使用导电电极凝胶来获得最佳阻抗和数据质量。然而,这些电极通常戴起来不舒服,尤其是在四处走动的时候。

虽然更有侵入性的信号捕获方法,如大脑植入,是可能的,但佐治亚理工学院的研究试图创造出易于放置和可靠制造的传感器。

传感器对神经信号的分类准确率超过96%

佐治亚理工学院开发的这种传感器使用极小的微针,使用者无法察觉。这些传感器也是无线和灵活的,不需要导电凝胶工作。

这些因素的结合使传感器全天保持在适当的位置,即使佩戴者走路、跑步或执行其他日常任务。正因为如此,传感器可以更接近大脑信号,收集更清晰、更准确的数据。

经过测试,新传感器成功记录并分类了指示用户在环境中关注的物体的神经信号,准确率为96.4%。佩戴者还可以浏览电话记录,完全不用手就能接受增强现实视频通话,因为传感器可以接收视觉刺激。

据研究人员称,这种新型传感器在现实世界中有重要的应用,尤其是在医疗保健领域。例如,它可以帮助残疾人控制假肢或进行交流。它甚至可以用于消费科技领域,比如智能眼镜、免提电话和电脑控制。

其他应用包括增强现实和虚拟现实市场,这将带来更身临其境、免提、直观的用户体验。这些传感器也可以用于康复,例如,通过神经反馈,中风或损伤恢复。

轻微的皮肤穿透增加了信号质量

“我开始这项研究是因为我的主要目标是开发新的传感器技术来支持医疗保健。我以前在脑机接口和柔性头皮电子设备方面有过经验,”佐治亚理工学院乔治·w·伍德拉夫机械工程学院的教授Hong Yeo说。

他补充说:“我们需要更好的脑机接口传感器技术,并发现如果我们可以通过小型化传感器稍微穿透皮肤,避开头发,我们就可以通过更接近信号源来显著提高信号质量,并减少不必要的噪音。”

Hong Yeo说:“我坚信合作的力量,因为今天的许多挑战太复杂,任何个人都无法解决。”“因此,我要感谢我小组中的所有研究人员和使这项工作成为可能的了不起的合作者。我将继续与团队合作,加强脑机接口技术在康复和修复方面的应用。”

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

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