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美国发展了脑电波识别的战场威胁探测技术

发布时间:2019-07-11 08:34 来源:未知 编辑:admin

  CT2WS系统中基于脑电波的图像筛选系统在实验室进行试验(DARPA图片)

  据美国国防部国防预研计划局(DARPA)网站2012年9月18日报道] DARPA将通过链接人类脑电波、改进的传感器和认知算法,来提升战场上战士们的目标探测能力,使得战场防区外威胁探测工作的伤亡可以降低。

  在先进的雷达和无人机覆盖无法获得的时候,战士们通常要依靠自己的视觉来扫描他们周围的环境,由于周围大片范围需要扫描,由于人类眼睛的视场有限,由于人会疲劳,这项工作是具有挑战性的。目前用于单兵战场目标探测的技术装备有双筒望远镜、摄像机和便携式雷达等,它们能够帮助改善可见度,提高探测到威胁的概率。不幸的是,目前这些设备的漏检率仍达到47%或以上。为此,DARPA在2008年启动了“认知技术威胁告警系统”(Cognitive Technology Threat Warning System,CT2WS)项目,目标是通过发展单兵便携式视觉威胁探测设备,来最大化地提升战士们对周围环境的感知能力。通过该项目成功地开发了一套技术装备。在试验中,这套装备不仅以极低的虚警率识别了多达91%的目标,而且还把战士们的视场扩大到了120度(当把该装备的所有组成部分协同工作时)。在为该装备综合一套商用雷达之后,其目标探测率达到了100%。

  DARPA项目经理吉尔 普拉特(Gill Pratt)表示,DARPA的目的是解决前线部队面度的共同挑战,在不损耗大量资源的情况下,可靠地探测到潜在的威胁和感兴趣的目标。通过CT2WS项目开发的原型系统不但实现了前述性能,还显著降低了操作者的工作负荷。该系统包括3个组成部分:1台1.2亿像素、三脚架安装的光电视频摄像机,其视场为120度;认知视觉处理算法,它能够在便携式计算机或其他更强大的计算机上运行,能够识别可能的目标,并为操作者检视目标提供图像提示;一个脑电图(electroencephalogram,EEG)感知帽,能够监控操作者的脑信号,并且在操作者探测到某个威胁时予以记录。这些组成部分可根据需要与现有的系统一起工作,并满足特定的使命任务要求。

  CT2WS的原理基础是:人类天生就擅长于发现异常。即使一个人没有有意识地去感知活动或者意外存在的事物,他的脑也会探测到这些异常,并产生P-300脑电波这被认为是一种刺激进行评估或分类活动的脑信号。通过改进用来捕获图像和过滤结果的传感器,一名戴着一个EEG帽子的人类用户可以很快地检视这些已过滤的图像集,并使人脑自然的威胁探测能力发挥作用。该系统的用户们显示了每秒大约10副图像的平均检测速度尽管速度这么快,但人脑信号还是能够指示计算机哪些图像是重要的。

  利用戴有EEG帽子的人类来参与图像选择显著地降低了虚警率。此外,认知算法也能使一些看似不重要但实际上提示了威胁或目标存在的事件显露出来例如,一只鸟飞过或者一处树枝在摆动。在对整套CT2WS组件(不包括雷达)进行的试验中,传感器和认知算法每小时产生810个虚警;在引入一名戴有EEG帽子的人类之后,在每小时探测到的2304个威胁/目标事件中,虚警只有5个;对目标的识别率则达到了91%。对CT2WS进行的这些外场试验是在亚利桑那州尤马靶场的沙漠地形、夏威夷的热带环境和加利福尼亚州的开放地形中进行的。DARPA还在弗吉尼亚州的贝尔沃堡为美国陆军的官员们进行了一次CT2WS系统的最终演示。

  CT2WS的开发参与者包括美国HRL实验室、先进脑监控公司(ABM)、量子应用科学与研究公司和加州圣迭戈大学。目前,该系统的技术正被转移给美国陆军的夜视实验室。(中国航空工业发展研究中心 张洋)

  图中显示的设备和文章中提到的脑电为美国ABM 公司的B-alert 系列脑电设备。维拓启创为该产品在中国的总代理,如果您想了解更过关于该脑电设备的信息,欢迎来电来函咨询。

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