通过脑机接口（BCI）调节的伪触觉反馈来提升虚拟现实中的用户体验

《Behaviour & Information Technology》：Enhancing user experience in virtual reality through BCI-modulated pseudo-haptic feedback

脑机接口（BCI）与伪触觉反馈融合提升虚拟现实交互适应性。基于NeuroSky头戴设备，采用支持向量机分类器实现眨眼检测，结合注意力水平调节构建双层控制系统，操控16种伪触觉按钮。研究显示，UMAP降维和小波分析发现，注意力持续>70%时触觉强度提升23%，β波段（13-30Hz）能量峰值提前500ms预测成功交互。主观评估表明，触觉凸起反馈使具身感提升η2=0.35，击中效果显著提高满意度（p<0.01）。BCI驱动自适应反馈用户满意度达82%，验证个性化反馈必要性，为神经康复与沉浸式训练提供实证指导。关键指标：眨眼检测准确率89.4%，平均注意力68.2%，任务速度-注意力相关系数r=0.53。

　　

摘要

本研究探讨了脑机接口（BCI）技术与伪触觉反馈的结合，以增强虚拟现实（VR）中的交互体验。通过使用NeuroSky头戴设备，我们开发了一种双层控制系统，该系统结合了眨眼检测（利用SVM分类器）和注意力水平调节功能，用于控制16个伪触觉按钮。流形学习（UMAP）和小波分析表明，持续的高注意力水平（>70%）能够动态调整触觉强度（凸起程度增加23%），而β波段（13–30 Hz）能量峰值可在触发前500毫秒预测交互的成功与否。主观评估结果显示，带有凸起的接近感反馈显著提升了用户的沉浸感（η2 = 0.35），而触碰效果显著提升了用户满意度（p < 0.01）。基于BCI的适应性反馈机制使用户满意度达到了82%，这验证了其在个性化反馈中的必要性。研究结果表明，BCI能够将认知参与度与触觉真实感相匹配，为神经康复和沉浸式训练中的自适应VR界面提供了实证指导。关键指标包括：眨眼检测准确率为89.4%，平均注意力水平为68.2%，任务速度与注意力之间的相关性为r = 0.53。