科技生活| 科學家硏新型乾式電極 通過腦電波控制機械人

儘管使用腦電波控制設備是可能的,但這樣做通常需要在一個人的頭上安裝電極(electrodes)和導電凝膠(conductive gel)。然而,現在,科學家們已經開發出一種新的和改進的「乾式 」電極,它已經被用來對一個機械人進行「精神控制」。

導電凝膠的一個明顯問題是,使用者頭上會留下一堆糊狀物,他們必須將其洗掉。此外,有些人的皮膚可能對凝膠有過敏反應。

不需要凝膠的乾式電極確實存在,但它們往往是扁平和堅硬的。這意味著它們不能很好地適應頭部的圓形輪廓,而且如果毛髮礙事,它們很難與皮膚接觸。因此,它們的性能往往不如「濕」電極好。

為了解決這些局限性,澳洲悉尼科技大學(University of Technology Sydney)的科學家們著手創造乾式電極,它比以前的任何電極都更加靈活和敏感。

研究人員從碳化硅薄膜(silicon carbide film)開始,在其表面蝕刻了一些微小的形狀,如方形、條形、點形和六角形。然後將構成這些形狀周圍的「負空間」的一層薄薄的薄膜去除,使這些形狀從一個柔性基底上突出。

接下來,在每個形狀的表面沉積了一層導電的石墨烯。最後,薄膜被切割成由10微米厚的形狀的網格組成的小方塊。這些方塊是完成的乾燥而靈活的電極。

然後將含有八個電極的彈性頭帶放在志願者的頭上,使電極位於頭骨的後端底部,在視覺皮層的上方。當一個VR頭盔隨後被用來向這個人展示各種視覺線索時,電極能夠通過檢測大腦中伴隨的獨特電活動模式來確定正在觀看哪條線索。

一台連接的電腦反過來能夠將這些模式中的每一個與預先確定的命令相匹配,該命令被成功用於遠程控制一個四足機械人。融合了六邊形的電極表現最好,即使是應用在頭髮上。雖然確定濕式電極仍然工作得更好一些,但科學家們表示,這項研究已經為性能更好的乾式電極鋪平了道路。

圖片:ACS Applied Nano Materials

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