心理所等开发出治疗弱视的增强现实技术

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心理所等开发出治疗弱视的增强现实技术" {' \+ i4 p9 i! |
心理研究所 / 2017-12-12# k9 k1 Z6 X8 |
当一只眼睛的输入信号较差时，大脑中来自于另一只眼的信号就变得更加主导，该现象的一种极端情形就是弱视。弱视在人群中发病率较高，约占总人口的 3%，其治疗的传统干预方法是将好眼遮盖以强迫患者在生活中使用弱眼。: e1 Y) L3 V& _7 o; F9 p" ]* b
中国科学院心理研究所行为科学重点实验室鲍敏研究组联合北京同仁眼科医院、美国明尼苏达大学，开发出一种利用可穿戴的增强现实（augmented-reality，AR）技术，使患者有望在日常活动中治疗弱视和重塑双眼平衡的系统。研究组称，这套系统广义上可以认为是一种特殊的 AR 技术，与常见 AR 技术的区别在于，它并没有在摄像头拍摄的画面上叠加环境中并不存在的物体（如箭头提示、网页窗口），而是把原始摄像头拍摄画面中的某些视觉属性经过特殊的算法改变后再呈现给佩戴者，即佩戴者看到的画面就是经过某种改变后的真实世界。因此，该系统也被称为更改现实系统。系统会实时呈现双眼互补的摄像头视频，佩戴者在与周围环境实时交互的同时，被迫协作使用两只眼观看世界。. g* l1 n( p! \/ u4 ~
该系统通过 AR 技术克服了传统实验室训练的一些不足，例如该方法通过计算机程序电子化地调节真实环境的视觉输入，使视觉适应训练得以整合到日常生活中。这样病人就不需要花费时间到指定研究机构去治疗，也不会因为长时间观看特定实验刺激造成他们无法观看现实场景而影响学习、工作和生活。研究组基于双眼竞争任务对双眼再平衡效果进行了测量和跟踪。实验结果显示，在每日 3 小时，持续 5 天的训练阶段，双眼不平衡的正常成年人知觉到来自强眼和弱眼的光栅时长比例逐渐接近；而在告别适应训练后的跟踪后测阶段，两眼知觉到的时长比例随着时间的推移变得更加接近；此效应在适应训练结束后的两个月达到最大值，在四个月时仍然可以被观测到。研究组还对 18 名弱视患者使用了类似的训练流程，患者得到了 1.5 行（logMAR 视力表）的弱视眼视力改善。在另外一组被试中，研究组对除双眼竞争以外的 6 种不同视觉任务的成绩受适应训练影响进行了检测。结果发现这种适应训练显著改变了离眼运动一致性、视锐度、艾宾浩斯错觉和眼间相位整合任务的成绩。; `$ ?0 V- [( u: H
该研究发现的“训练结束后两个月里，被试虽然生活在正常视觉环境，眼优势却继续变得更加平衡”现象是相关研究领域内的首次报道，同时也是我国科学家首次把视觉可塑性基础研究与 AR 技术开发应用相结合的成果。9 z! o$ _( j: P- o
相关研究成果在线发表在 Psychological Science 上。该研究得到了国家自然科学基金、中科院重点部署项目的资助。
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