社會上有些職業(yè)是肩負(fù)著很多人生命安全的職業(yè)，比如公共交通工具的駕駛員。他們手下的每個操作都經(jīng)過職業(yè)訓(xùn)練，并且有多重保障確保運輸工具的安全。然而，凡事總有意外，一些人為因素可能會打破安全平衡，發(fā)生事故，比如疲勞駕駛。

為了確保安全，需要保證這些人員上崗和工作時身心指標(biāo)正常。不過，身體是否健康可以通過定期體檢監(jiān)測，但是心理活動是否正常通過肉眼觀察則很難掌握。

近日，在上海召開的工業(yè)博覽會中，某科技公司就推出了一款可以監(jiān)測佩戴者精神狀態(tài)的“安全帽”。

“神奇”的帽子

人類對腦電波的研究由來已久，但此前基本集中于高端的研究領(lǐng)域，很少在日常生活領(lǐng)域見到。然而隨著科技的發(fā)展，特別是柔性材料的成功應(yīng)用，讓不少以前遙不可及的科技成功落地，這款智能安全帽就是其中之一。

該科技公司總經(jīng)理馬清寶曾在接受媒體采訪時介紹，公司剛成立時就想主打腦電波監(jiān)測的產(chǎn)品，但是由于腦電波采集的技術(shù)門檻較高，在研究領(lǐng)域應(yīng)用時“腦電圖接觸的是整個頭部，采集點很多，而可穿戴設(shè)備不可能設(shè)置這么多的接觸點，因此數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度受到很大限制”。

也是在兩三年前，首塊柔性鋰電池誕生在美國西北大學(xué)，通過視頻可以看到，一塊近乎透明的材料中亮著一盞紅色的LED燈，不論材料兩側(cè)的人如何用四只手拉扯，LED燈一直保持通電的狀態(tài)。這種柔性材料里包含著縱橫交錯的電子元件，讓以前收集腦電波時使用的煩瑣設(shè)備變得更小。

進(jìn)而，柔性材料也可以被設(shè)計為包裹大腦的形狀，里面安裝了芯片，被緊貼在安全帽上，一舉解決了小體積多點的監(jiān)測限制。

當(dāng)然，要想監(jiān)測高鐵駕駛員的腦電波情況，光靠安全帽還不夠，與之配套的是一塊安全手表，內(nèi)置3D加速度傳感器。這種傳感器被廣泛應(yīng)用于手機(jī)，能夠同時測量三個方向上的加速度，可以監(jiān)測佩戴者的動作。

安全帽中的芯片和安全手表將采集到的信息均通過無線發(fā)送至車載控制器，并通過車載控制器預(yù)處理后統(tǒng)一上傳至云端數(shù)據(jù)中心。然后，云端數(shù)據(jù)中心會對所采集的動作行為信息、腦電信號進(jìn)行分析處理，并根據(jù)后臺制定好的數(shù)據(jù)，判斷佩戴者行為及精神狀態(tài)。如果云端數(shù)據(jù)中心處理結(jié)果發(fā)現(xiàn)異常，會即時將分析結(jié)果變成處理指令，再反向送達(dá)至芯片和安全手表，對佩戴者發(fā)出指令或進(jìn)行報警。

簡單信號有大作用

“這應(yīng)該屬于腦電波信號中比較簡單的應(yīng)用方式。”北京大學(xué)腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)中心主任、心理學(xué)系教授周曉林告訴《中國科學(xué)報》記者，“監(jiān)測的內(nèi)容也是針對精神狀態(tài)，比如疲倦等。”該公司員工也表示，如果司機(jī)行為異常或有疾病等發(fā)生，這套系統(tǒng)可快速讓后臺了解，甚至在遠(yuǎn)程讓列車剎車確保旅客安全。

雖然，很多操作系統(tǒng)已經(jīng)逐步擺脫人工時代，但是這種人機(jī)系統(tǒng)作業(yè)方式的技術(shù)和信息的密集化，讓機(jī)器設(shè)備的關(guān)鍵部分更依賴操作人員，這就要求操作人員保持警覺性作業(yè)。實際上，根據(jù)國際上權(quán)威機(jī)構(gòu)的事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)，由人的失誤造成的安全事故比例重大，其中作業(yè)疲勞作為人的基礎(chǔ)不良狀態(tài)極易誘發(fā)人的行為和決策失誤，最終可能誘發(fā)安全事故。比如美國國家公路交通安全管理局（NHSTA）曾經(jīng)保守估計：每年有10萬起交通事故是由駕駛員疲勞引起的，造成1500人死亡，71000人受傷，125億美元的經(jīng)濟(jì)損失。而美國國家睡眠基金會2004年的民意調(diào)查結(jié)果顯示, 60%的成年司機(jī)（約1.68億）承認(rèn)自己曾疲勞駕駛，其中37%（1.08億）的美國人曾在方向盤上睡著。

“這類的設(shè)備就是提醒的作用，讓人從疲倦的狀態(tài)中恢復(fù)，避免人禍的發(fā)生。”周曉林表示。

關(guān)注大腦

據(jù)悉，目前這家公司已經(jīng)初步和上海鐵路局達(dá)成了意向，將于近期在部分高鐵、動車和貨車線路上由列車司機(jī)進(jìn)行測試。

其實，在腦電波應(yīng)用的領(lǐng)域中，這種產(chǎn)品只是“初露鋒芒”。“很多與生物反饋相關(guān)的領(lǐng)域都可以應(yīng)用腦電波相關(guān)科技，比如兒童學(xué)習(xí)、飛行員訓(xùn)練等。”周曉林告訴記者。

今年7月，一輛經(jīng)過改裝的寶馬i3汽車就實現(xiàn)了腦電波駕駛。來自Money Super Market公司的研發(fā)小組先將這輛寶馬車的駕駛員座位替換成一個可以根據(jù)指令踩剎車和轉(zhuǎn)動方向盤的機(jī)械裝置。然后研究人員給駕駛員帶上一個腦電圖神經(jīng)頭罩來監(jiān)測其腦電活動，同時訓(xùn)練駕駛員遠(yuǎn)程駕駛這輛汽車。但是這并不是簡單的向左向右指示，而是通過訓(xùn)練中給每個指令關(guān)聯(lián)一個確定的思維模式。比如，通過訓(xùn)練，軟件可以將一個人想著一個漂浮氣球關(guān)聯(lián)到向左轉(zhuǎn)。當(dāng)這個定制軟件確立了每個指令的大腦信號，它向車內(nèi)的機(jī)械裝置發(fā)送一個射頻信號，機(jī)械裝置再根據(jù)指令執(zhí)行動作。

雖然腦電波應(yīng)用前景頗廣，但是因為大腦的功能比較復(fù)雜，人類對其認(rèn)知有限，且腦電波信號收集并不容易，也注定了可穿戴設(shè)備在腦電波信號采集上依然有很長的路要走。或許將來，人們可以完全憑借意志就能完成汽車駕駛、家務(wù)甚至工作。

《中國科學(xué)報》 (2015-11-27 第8版 新知)