脑机接口技术支持学习情感识别的应用框架及反思

人工智能技术支持下的学习情感识别在教育教学研究中至关重要,能够促进教育教学策略的改进。脑机接口技术作为人工智能技术的一项重要应用,已成为情感识别领域研究热点之一。文章分析了脑机接口技术支持学习情感识别的发展动因,进而构建包括数据处理、情感表达与教学调控三个过程的脑机接口技术支持学习情感识别的应用框架,探讨了脑机接口技术在学习情感识别领域仍面临的技术鸿沟、伦理挑战与学习者的主观偏见等局限。最后提出未来脑机接口支持下的学习情感识别可从强化技术融合、发展以人为本为导向的设计,以及尊重学习者的主观需求等方面进行改进,从而保证脑机接口技术支持学习情感识别应用的可行性,并综合衡量学习状态,拓展其在教育领域的应用与创新。     

脑机接口赋能教育教学的基本立场与应用边界——以保障学生身心健康为核心展开北大核心

随着脑机接口技术的发展与普及,该技术逐渐被教育教学领域所重视与应用。文章以学生身心健康为核心分析了脑机接口在教育教学中的应用潜力与衍生风险,脑机接口的“读脑”“脑控”“控脑”等三项基本功能可以用于解读学生深层状态、增强学生身体功能以及激发学生认知潜能等潜在场景,但是脑机接口赋能教育教学也存在增加学生精神压力、损伤学生身体健康、动摇学生主体地位等衍生风险。为了保障学生安全、兼顾技术效益,文章认为,在教育教学领域中应用脑机接口应当采用严厉限制的基本立场。在严厉限制基本立场的指导下,脑机接口的应用场景应当被明确划定限制区域,包括年龄限制、类型限制、用途限制、意志限制等。在限制区域之外的应用场景中,脑机接口方可被允许使用以发挥技术对教育教学的变革推动作用。     

基于脑机接口的合作学习者注意力差异研究

脑机接口技术在教育中的应用日益普及,利用脑机接口设备,研究小组合作学习情境中不同学习风格学习者的注意力差异情况对于探究合作学习的机理及其优化具有十分重要的价值。文章将包含发散者、顺应者、聚敛者和同化者四类学习风格共32名学习者,划分为完全异质组、两同一聚一发异质组、两聚两同异质组、聚敛类同质组以及同化类同质组五类分组,通过脑机接口设备测量其在小组合作学习过程中的注意力。研究发现:不同学习风格的学习者在小组合作学习中的注意力具有显著差异;小组合作学习中,不同分组方式对学习者注意力不具有显著差异影响;小组合作学习中,不同身份对学习者的注意力具有显著差异影响。     

基于脑机接口的虚拟冥想训练系统研究

冥想可以改善多种与人生活方式有关的健康问题,包括抑郁症患者的抑郁症状,以及减轻慢性疼痛患者的疼痛感等。将脑机接口技术（BCI）与虚拟现实技术（VR）相结合,设计并实现了基于脑机接口的虚拟现实冥想系统。系统提供沉浸式虚拟环境和引导冥想轨迹,同时使用脑机接口设备进行脑电图（EEG）数据采集,经蓝牙传输到PC端进行分析与处理,监测参与者的心理变化,并实时提供视觉、听觉等系统反馈。研究结果初步证明系统可以帮助用户更好地进行冥想训练。     

脑机接口的智能化课堂教学应用研究

基于移动学习终端的智能化课堂学习数据分析多是基于教学互动和学习结果反馈等显性学习行为实现的,可穿戴的脑机接口设备能够测量学生的认知负荷、注意力、情感等内隐状态,为智能化课堂教学提供新的技术支持。本文构建了基于脑机接口的智能化课堂应用模型,通过脑机接口与移动终端的结合,实现师生教与学风格识别匹配、学习者脑波状态测量、教师教学行为智能化支持、学生复杂能力评测等智能化教学任务。为验证模型的可行性,本文开展了两项实证研究,验证基于脑机接口实现学习风格分类的可能性,分析了常态课堂教学中学生注意力特征,并基于学生教学活动的注意力特征提出课堂教学优化策略。     

轻量级脑机接口AR探究工具的科学课堂应用研究

本研究在心流理论的指导下，开发了一款基于轻量级脑机接口的增强现实科学探究工具，对两组参与基于脑机接口和无脑机接口的AR科学探究活动的41名小学生开展实验。结果显示，基于脑机接口的AR探究工具提高了学生科学探究成绩和参与自我效能，而对认知负荷无显著影响。访谈结果也表明，学生对脑机接口的AR探究工具持正面态度。本研究的发现可为未来虚实融合学习环境的学习监测系统构建提供参考。     

面向太空服务机器人感知的多模式微型化人机交互接口技术研究

《面向太空服务机器人感知的多模式微型化人机交互接口技术研究》项目,是在先期“基于脑机接口技术的服务机器人系统研究”等项目的基础上,重点研究基于脑电、肌电生物电信号及语音信号的多模式、微型化、智能化的人机交互接口系统;快速、可靠地提取并识别脑电、肌电、语音信号,将之转换为太空服务机器人的作业任务和动作指令;     

用大脑控制电脑

当计算机和网络技术发展到一定阶段时,科学家们就希望人脑和计算机更紧密地联结起来,更好地为人类服务。在这种情况下,脑机接口技术诞生了。它的诞生就像人工智能、基因科技和外太空旅行探索等一样,成为全球科技产业发展的趋势以及最值得期待的前沿创新项目。“脑机接口技术”这个名字听起来很陌生,实际上,从字面上看很好理解,就     

PC机与MCS-51系列单片机多机通讯在语言学习系统中的应用

讨论了PC机与MCS－51单片机多机的通讯问题和接口技术，主要介绍了该方法在语言学习系统中的应用。     

脑-机接口技术的研究概述

通过对脑-机接口技术的工作原理、关键技术及现状的研究,对该技术的发展前景进行了展望．     

脑思维汽车驾驶系统

"不是用手而是用意念控制车速,并让车左右转弯绕过障碍……",这不是科幻情景,而是脑思维汽车驾驶系统的现场演示,这也是脑-机接口技术应用的一项新突破. 上世纪60年代以来,科学家对认知心理学和神经科学进行了大量的电生理学研究,特别是对人脑在各种状态下所产生的特定脑电信号进行了系统的研究.     

微机原理与应用复习辅导

《微机原理与应用》课程主要内容是微型计算机8086到目前流行的各类奔腾机(Pentium)的基本组成和工作原理,汇编语言程序设计的基本方法,微机与输入输出设备及生产过程的典型接口电路和接口技术。目的是使学生通过学习,获得在相应专业领域内应用微型计算机的初步能力。     

脑科学技术在教育研究中的功能与应用

脑科学技术已成为推动现代教育研究发展的重要动力。在此背景下,文章首先梳理了脑科学技术与教育研究的关系,指出脑科学技术的应用,使教育研究的开展不再盲目、抽象。随后,文章分析了脑科学技术在教育研究中的基础功能。最后,文章重点从测评教学效果、设计教学内容、改革教学方式、甄别和补偿学习障碍等角度,通过案例研究,系统地介绍了脑科学技术在教育研究中的具体应用。研究脑科学技术在教育研究中的功能与应用,有助于推动脑科学技术与教育教学的深度融合,实现学用转化的良性循环。     

微机原理与应用复习辅导

《微机原理与应用》课程主要内容是微型计算机8086到目前流行的各类奔腾机(Pentium)的基本组成和工作原理,汇编语言程序设计的基本方法,微机与输入输出设备及生产过程的典型接口电路和接口技术。目的是使学生通过学习,获得在相应专业领域内应用微型计算机的初步能力。     

脑机接口的伦理问题研究

经50余年发展历程,脑机接口技术从"物理混合"到"心智融合",逐渐形成三种并行发展态势,即治疗型BCI、服务型BCI和增强型BCI.既从神经系统疾病的诊断、预防和治疗,到"脑控"与"读心"功能,再到跨脑认知、复合体能和实现永生,给人类未来描绘了无限可能.但同时也带来了诸如安全性与有效性、人格同一性与真实性、脑隐私保护、决策自主权、责任归属等伦理问题.故建立健全技术安全性原则、脑隐私保护原则、自主决策原则、分配正义原则和政策保障原则,有助于客观理性地看待脑机接口技术为人类带来的风险与收益,推动其以合伦理性的方式全面健康发展.     

教育元宇宙促进沉浸式学习的潜在领域、主要障碍与驱动技术

聚焦元宇宙的核心技术和学习理论，沉浸式学习研究网络(iLRN)发布《扩展现实与沉浸学习发展报告》。该报告采用德尔菲法，确定了教育元宇宙促进学习的七个潜在领域：促进真实学习体验、激发创新创造能力、在学习中融合沉浸式叙事、在STEM中整合沉浸学习、利用社交虚拟现实平台促进协作、创设沉浸式混合现实学习空间与实验室及开发未来劳动者的能力，探讨了组织机构和用户采用中访问、经济、互操作性、教师培训、教育内容、基础设施等六大障碍，并转向促进未来教育，提出XR资源、触觉反馈和感官接口、体积捕捉和动作传感、游戏、人工智能、基于循证的XR学习设计等六项驱动技术。基于此，赋能教育教学创新、构建具身学习环境、拓宽可使用工具集、深化技术融合应用、践行道德伦理规范对未来教育发展至关重要。     

基于机电一体化系统接口技术的研究

简述了机电一体化系统接口的定义与接口的方式,重点阐述微机系统的接口技术。着重分析阐述了A/D转换扩展接口技术和D/A转换扩展接口技术。在此基础上以步进电机为例,详细说明了微型计算机与机械装置间的连接技术。     

脑机接口的价值选择：治疗还是增强?

脑机接口具有丰富的人文价值,分别用于治疗和用于增强的两类脑机接口具有不同的服务对象和使用目的,形成了价值选择上的分野。“治疗优于增强”是目前研发脑机接口所遵循的一般价值原则,但由于治疗与增强之间区分的模糊性、人类需求不断提升的必然性,以及“正常人”标准的变动性,使得在脑机接口的治疗和增强的价值选择中呈现出交织性或复杂性,需要在走向脑机接口时代的进程中加以审慎地对待和辩证地处理。     

脑科学与教育创新中的群组研究

2000年起,日本开展的一系列"脑科学与教育"研究项目以纵向群组研究为主要形式,并依托于日新月异的高科技成像技术,如功能磁共振、脑磁图、近红外成像技术等。在研究者和实践者的通力合作以及高度严谨的伦理审核之下,这一新兴领域如今已搭建起了脑与社会的宏观发展框架。目前研究成果在教育、医疗方面的大量应用昭示着"心智、脑与教育"充满希望的未来,而老龄化带来的记忆减退、全球化形势下的语言学习障碍等典型性社会问题都将获得解决的良方。     

随班就读生面临的教育问题

随班就读，就是指在普通小学的正常班里，招收少量（一般1—3名）的弱智或学习有障碍的儿童、少年随班学习的一种办学形式，也叫做“一体化教育”或“回归主流教育”。显然，这种教育旨在给随班就读生提供和普通学生等同的教育环境，让那些“非主流”的孩子们也能融于“主流”的学习与生活。不过，在实际的教育教学中，“一体化教育”却面临着许多现实的问题——