【专利解密】BrainCo 智能趣味EEG测评方法

2020年12月4日 作者 火狐体育

【嘉德点评】心流科技发明的可用在注意力测评系统中的注意力评测方法,系统的硬件较为简洁,包括注意力评测终端和智能头环,而通过参与注意力游戏就可以获得注意力分值的方式也较为有趣和可行,对于受试人也较为友好

集微网消息,注意力评测是一项较为复杂的任务,而BrainCo最新曝光的一项专利显示,心流科技实现了一种利用智能头环以及EEG数据分析注意力的评测系统,相比于传统方法,这种方法更加智能以及具有趣味性,同时也可以有效的提高注意力测评结果的准确性。

注意力是指人的心理活动指向和集中于某种事物的能力,是心理活动对一定对象的指向和集中,是伴随着感知觉、记忆、思维、想象等心理过程的一种共同的心理特征。根据注意力维度可将注意力分为以下五种类别:选择性注意力、转换性注意力、持续性注意力、分散性注意力和注意力广度。

由于注意力对用户的很多方面有着重要的关联和影响,例如,儿童的注意力水平影响其认知发展,因此,现在推出很多注意力游戏来测试用户的注意力,以便后期有针对性地培养和提升用户的注意力。但是目前对于注意力的测评主要是通过一些相关的注意力游戏进行打分,其测评结果仅仅基于游戏本身的计分规则,且存在测评结果准确性较低的问题。

针对这些问题,BrainCo的子公司-心流科技在18年8月1日申请了一项名为“注意力测评方法、系统及计算机可读存储介质”的发明专利(申请号:201810868482.0),申请人为深圳市心流科技有限公司。

根据该专利目前公开的专利资料,让我们一起来看看这项注意力评测方法。

如上图,为该注意力评测方案的硬件运行环境的结构示意图,可以看到该终端包含有处理器1001、通信总线1002、用户接口1003、网络接口1004和存储器1005。其中,通信总线用于实现这些组件之间的连接通信;用户接口包括显示屏和输入单元比如键盘,主要用于连接客户端,与客户端进行数据通信。

网络接口可使用有线接口或者无线接口(如Wi-Fi),主要用于连接后台服务器,同时与后台服务器进行数据通信;存储器为高速RAM存储器或磁盘存储器;而处理器则用于调用存储器中存储的注意力测评程序。

有了以上的硬件基础,就可以帮助完成注意力测评系统,具体的测评方法如下图所示。

可以看到,首先注意力测评终端会获取用户进行预设注意力游戏时的答题数据,并通过智能头环获取对应的脑电波EEG数据(EEG是一种使用电生理指标记录大脑活动的方法,大脑在活动时,大量神经元同步发生的突触后电位经总和后形成的)。这些数据包括例如答题正确数、答题错误数、最大连续答题正确数和答题总数等,并且可根据游戏的种类不同,获取不同的答题数据。

其次对答题数据和EEG数据进行处理,得到对应的答题分值和EEG分值,当然不同种类的注意力测评方法,其获取的答题数据和EEG数据也可能不一致,同时对应的数据处理方法也会不相同。

最后,根据答题分值、EEG分值和预设多变量回归方程,得到注意力分数值。这个预设的多变量回归方程包括持续性注意力的多变量回归方程和其他注意力的多变量回归方程。例如预设多变量回归方程的通式为:Z=aX+bY,其中:Z为注意力分值,X为答题分值,Y为EEG分值,a,b分别为对应的最优系数,将答题分值和EEG分值带入预设多变量回归方程,即可得到注意力分值。

而为了使得测试结果更加精准,该专利还提出了利用第一分值和第二分值进行核密度估计的方法。具体例如:通过计算答题数据中的最大连续答题正确数与答题总数的百分比值,将其设置为第一分值;计算持续专注力的时间与总游戏的比值为第二分值。

通过对于对第一分值和第二分值进行核密度估计,得到对应的第一分布曲线和第二分布曲线(如上图所示);有了这些数值后,就可以通过第一分值和第一分布曲线得到持续性注意力的测评答题分值,而根据第二分值和第二分布曲线得到持续性注意力的测评EEG分值。

从图中也可以看到,假设得到第一分值为40,对应的第一分布曲线如图,通过计算第二分值对应第二分布曲线左侧部分的曲线与横轴之间的面积以及第二分布曲线与横轴之间的面积,然后计算面积这两个面积的百分比值,所得的值即为持续性注意力的测评EEG分值。

以上就是心流科技发明的可用在注意力测评系统中的注意力评测方法,系统的硬件较为简洁,包括注意力评测终端和智能头环,而通过参与注意力游戏就可以获得注意力分值的方式也较为有趣和可行,对于受试人也较为友好。相比于现有技术中仅仅单一的进行游戏规则打分,该系统利用脑机接口引入了EEG数据,更加详细的数据以及精准的数据处理方法大大提高了注意力测评结果的准确性。

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(校对/holly)