虚拟现实中的无缝交互:利用眼动注视和被动脑机接口解码用户意图

root 提交于 周六, 07/11/2026 - 10:47
虚拟现实(VR)交互在很大程度上仍依赖于显式运动输入,这限制了无缝且自适应的交互。本研究考察了基于脑电图(EEG)的被动脑机接口(BCI)结合眼动注视,是否能够在动态VR游戏过程中,直接从交互意图所对应的潜在神经生理相关信号中解码交互意图。我们将交互意图操作化为两个组成部分:其一为与可供性交互相关的评估,用于表征被关注对象是否具备可交互性;其二为趋近—回避评估,用于表征交互朝向期望或非期望结果的方向性倾向。23名参与者完成了一项VR游戏,包括两个校准阶段和一个在线BCI阶段。离线分析表明,在所有可执行动作试次中,对二元趋近—回避决策的分类解码达到了高于机会水平的效果,参与者总体平均准确率为66.28%。这种解码能力进一步迁移至在线闭环游戏过程中,其总体平均准确率仍高于机会水平,达到69.64%。类别层面的分析进一步揭示了分类可分离性存在显著变异。对于与趋近—回避相关的分类,在奖赏与惩罚类别之间、且二者效价明确区分的最显著配对中,准确率达到80.84%;而在动机效价较为模糊、更加依赖情境的配对中,准确率则下降至接近机会水平的59.03%。在不可操作与可操作物品类别之间,与可供性交互相关的分类准确率始终较高,范围为77.76%至83.50%。用户体验问卷结果显示,尽管存在一些局限,导致参与者感知到控制感下降及易用性降低,但与控制器基线相比,参与者认为基于BCI的交互范式本身更具趣味性。据我们所知,这是首次在动态VR游戏过程中实现对交互意图的实时EEG解码,为在沉浸式环境中构建由生理信号驱动的、直观且能够适应用户的界面提供了新的进展。

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VR中的无缝交互:利用眼动凝视与被动式脑机接口解码用户意图

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Yanzhao Pan,Lea Rabe,Thorsten Zander,Marius Klug

doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.06.736575

Yanzhao Pan 勃兰登堡工业大学科特布斯-森夫滕贝格分校 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方,其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议公开提供。

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发布于 2026 年 7 月 10 日。

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Yanzhao Pan,Lea Rabe,Thorsten Zander,Marius Klug

bioRxiv 2026.07.06.736575; doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.06.736575

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Yanzhao Pan,Lea Rabe,Thorsten Zander,Marius Klug

bioRxiv 2026.07.06.736575; doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.06.736575


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.06.736575v1?rss=1

🏷️ 虚拟现实 脑电图 被动脑机接口 眼动追踪 意图解码 人机交互