Láng giềng Việt Nam chế tạo thiết bị có thể biến suy nghĩ thành chữ viết, độ chính xác hơn 94%

Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển thành công điện cực mềm dành cho thiết bị giao diện não - máy tính (BCI) không xâm lấn, cho phép người dùng gõ chữ bằng suy nghĩ với độ chính xác vượt 94%.

Thiết bị có thể ghi nhận tín hiệu não liên tục trong 8 giờ ngay cả khi người dùng thực hiện các hoạt động thường ngày.

Công nghệ mới được kỳ vọng mở rộng khả năng ứng dụng BCI trong chăm sóc sức khỏe, theo dõi giấc ngủ và cảnh báo các tình trạng bệnh lý như động kinh.

Giao diện não - máy tính (BCI) là công nghệ kết nối hoạt động của não bộ với các hệ thống kỹ thuật số, cho phép chuyển đổi tín hiệu thần kinh thành mệnh lệnh như gõ văn bản bằng suy nghĩ hoặc điều khiển thiết bị điện tử.

Khác với công nghệ xâm lấn đòi hỏi cấy điện cực vào não, BCI không xâm lấn sử dụng các cảm biến bên ngoài để thu nhận hoạt động điện của não bộ.

Tuy nhiên, các thiết bị hiện nay thường gặp khó khăn khi duy trì tín hiệu ổn định trong thời gian dài. Điện cực kim loại kết hợp gel dẫn điện truyền thống thường chỉ hoạt động hiệu quả trong 2-4 giờ do gel mất nước.

Trong khi đó, sự chênh lệch về độ cứng giữa điện cực và da đầu khiến thiết bị dễ xê dịch, gây nhiễu tín hiệu khi người dùng vận động.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu từ Đại học Quảng Tây, Đại học Y khoa Quảng Tây và Đại học Thanh Hoa đã phát triển điện cực hydrogel có cấu trúc chuyển tiếp từ mềm sang cứng.

Phần tiếp xúc với da đầu mềm mại, trong khi đầu nối với mạch điện cứng hơn. Cấu trúc lỗ xốp biến thiên bên trong giúp giải phóng chất điện giải liên tục, duy trì khả năng dẫn truyền tín hiệu.

Theo nghiên cứu đăng trên tạp chí NPJ Flexible Electronics tháng trước, quy trình sản xuất mới có thể tạo ra 300 điện cực trong một lần, với kích thước tùy chỉnh để phù hợp với các loại mũ đo điện não đồ (EEG) thương mại.

Độ chính xác vượt 94%

Các nhà khoa học đã tích hợp điện cực mới vào một chiếc mũ EEG gồm 8 kênh thu nhận tín hiệu não, sau đó truyền dữ liệu không dây đến máy tính.

Trong thử nghiệm kéo dài 8 giờ, thiết bị có thể ghi nhận hoạt động não liên tục khi người tham gia thực hiện những công việc thường ngày như đi bộ, ăn uống, đọc sách và ngủ.

Ở một thử nghiệm khác kéo dài 14 giờ trong điều kiện nghỉ ngơi, người tham gia thực hiện các bài kiểm tra nhập liệu bằng suy nghĩ. Họ nhìn vào bàn phím ảo có các phím nhấp nháy để nhập dãy số từ 1 đến 9 và ngày tháng. Độ chính xác đạt trên 94%.

Trong bài kiểm tra chuyển động, người tham gia phải tập trung vào những ô mục tiêu khi các đường màu quét qua màn hình. Độ chính xác của nhiệm vụ này cũng vượt 90%.

Khi so sánh với điện cực gel thương mại, nhóm nghiên cứu nhận thấy thiết bị truyền thống suy giảm hiệu suất đáng kể do gel mất nước. Sau khoảng 4-5 giờ, một số kênh ghi nhận tín hiệu gần như không còn sử dụng được.

Nhóm nghiên cứu đánh giá thiết kế điện cực mới có thể giúp BCI không xâm lấn hoạt động ổn định trong thời gian dài, kể cả khi người dùng di chuyển. Công nghệ này cũng có tiềm năng ứng dụng trong nhiều hệ thống giao diện não - máy tính khác nhau, phục vụ nghiên cứu thần kinh học và theo dõi bệnh nhân trong môi trường lâm sàng.