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生物识别新形式!脑电波替代传统密码的计算机系统问世

(2013-05-30 14:00:00)
标签:

脑电图

脑机接口

注意力训练

生物传感技术

神念科技

it

分类: 媒体报道

美国加州大学伯克利分校信息学院教授约翰·庄所带领的这个团队试图查明,脑电图(EEG)或者脑电波测量是否能够被用作一种计算机身份验证的生物识别方式。http://www.twwtn.com/Upload/13/4/11132909350.jpg许多这样的生物识别系统都是毫无意义的,而且只在一些情况下有效,其中包括视网膜扫描、声音识别、指纹扫描,但是这些系统缓慢、易受侵入而且非常昂贵。

 

消费者能够接受的生物传感器技术的问世表明,脑机接口的成本已经降低。之前的脑电图扫描数据都是使用颅骨下的探针或者头皮上的凝胶电极进行收集。这些头戴式装备能够更容易的收集类似的数据,这就意味着它们能够被用于教育、培训和娱乐。研究团队使用了神念科技公司的头戴式耳机,它的费用大约为100美元而且能够通过蓝牙进行无线交流。他们发现单通道的脑电图身份认证与多通道的身份验证同样精准。

 

他们进行了大量不同的试验来测试这种身份验证技术。研究的关键在于计算机能够准确而且始终如一的将一个人的脑电波与其他人的脑电波进行区分。他们招募了15名加州大学伯克利分校的学生作为参与者。他们都佩戴了头戴式耳机而且在脑电波接受监测的情况下进行7个不同的任务。通过测试参与者对于每一个任务的反应,他们创建一种顾客化的身份验证技术,而且准确度超过了99%。这项研究所面临的一个挑战是,它需要45分钟的启动时间来执行校准身份验证所需要的精神交流。对于许多人类说,这或许不是替代传统密码的一种可行方式。

 

什么是脑电波

http://www.twwtn.com/Upload/13/4/11133541880.jpg生物电现象是生命活动的基本特征之一,各种生物均有电活动的表现,大到鲸鱼,小到细菌,都有或强或弱的生物电。其实,英文细胞(cell)一词也有电池的含义,无数的细胞就相当于一节节微型的小电池,是生物电的源泉。

 

人脑中有许多的神经细胞在活动着,而成电器性的变动。也就是说,有电器性的摆动存在。而这种摆动呈现在科学仪器上,看起来就像波动一样。脑中的电器性震动我们称之为脑波。用一句话来说明脑波的话,或许可以说它是由脑细胞所产生的生物能源,或者是脑细胞活动的节奏。

 

十九世纪末,德国的生理学家汉斯·柏格(Berger, Hans 1924)看到电鳗发出电气,认为人类身上必然有相同的现象,而发现了人脑中电气性的振动。后来,藉由图表来补捉脑波,才得知振动的存在。由于这和人类的意识活动有某种程度的对应,因而引起许多研究者的兴趣。

 

脑电波的活动

人体也同样广泛地存在着生物电现象,因为人体的各个组织器官都是由细胞组成的。对脑来说,脑细胞就是脑内一个个“微小的发电站”。http://www.twwtn.com/Upload/13/4/11133819078.jpg

我们的脑无时无刻不在产生脑电波。早在1857年,英国的一位青年生理科学工作者卡通(R.Caton)在兔脑和猴脑上记录到了脑电活动,并发表了“脑灰质电现象的研究”论文,但当时并没有引起重视。十五年后,贝克(A.Beck)再一次发表脑电波的论文,才掀起研究脑电现象的热潮,直至1924年德国的精神病学家贝格尔(H.Berger)才真正地记录到了人脑的脑电波,从此诞生了人的脑电图。

 

这是一些自发的有节律的神经电活动,其频率变动范围在每秒1-30次之间,可划分为四个波段,即δ(1-3Hz)、θ(4-7Hz)、α(8-13Hz)、β(14-30Hz)。(这几种波的频率边界,在学界还没有完全统一的标准。亦有学者认为δ波小于4Hz,θ波4-7Hz,α波8-12Hz,β波13-35Hz,并认为有大于35Hz的脑电波,并命名为γ波。长期处于该状态下的人会有生命危险)

 

本文来源:http://www.twwtn.com/Bignews/?ID=176669

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