10、情感脑机接口及情感状态检测方法

情感脑机接口及情感状态检测方法

1. 引言

脑机接口（BCI）旨在提供一种无需运动，直接利用用户大脑信号与计算机系统进行通信和控制的通道。而情感脑机接口（aBCI）则致力于检测用户的情感状态，并利用这些信息与BCI进行交互。它既可以直接从大脑检测情感状态，也可以采用结合大脑活动和其他生理过程测量的混合方法。aBCI具有广泛的潜在应用，包括辅助情感计算、娱乐和治疗等领域。

2. 情感状态

情感状态是一种心理结构，用于对情感体验进行分类。情感通常沿着两个或三个不同的轴进行测量，最常用的是“效价”（指体验的愉悦或不愉悦程度）、“唤醒度”（指体验的兴奋或不兴奋程度）和“紧张度”（指体验过程中感受到的紧张程度）。这些不同的轴可以用来构建一个情感空间模型，以涵盖人类情感的范围。

常见的情感空间模型包括：
- 效价 - 唤醒度环形模型 ：使用效价和唤醒度两个轴，将情感空间映射到二维平面上。例如，“喜悦”可以映射到该空间的右上角，因为它对应高的效价（非常愉悦）和高的唤醒度（非常兴奋）状态。
- Schimack和Grob三维模型 ：通过效价、能量 - 唤醒度和紧张 - 唤醒度三个维度来描述情感空间。
- 日内瓦情感音乐量表（GEMS） ：使用一组离散的状态标签来描述情感空间，这些标签与音乐中常见的情感相关。例如，GEMS - 45系统包含45个离散标签，分为九个类别，用于描述如“惊奇”或“愉悦激活”等情感状态。

情感体验是一个多模态的过程，涉及多个不同的神经和生理过程。当人们感受到一种情感时，这是多个神经和生理