酷成长(Cogrowth B+)生物电矿用智能安全头盔项目

北京酷成长科技有限公司“生物电矿用智能安全头盔”、“矿工工作、精神、心理与生理状态监测系统”。该系统通过安装在安全头盔中的生物电采集设备,实时采集工人的脑电、心电、肌电、眼电、皮温等生物电数据,再经过科学的生物电数据算法计算出矿工的生理、心理、健康、精神状…

2018/10/31 8:09:33 发布人:kuchengzhang 加入收藏
推广状态: 推广中
推广成果得谷粒:200
中试阶段
许厂煤矿
非煤

推广方案

01
详细描述

第一部分 项目简介

安全生产关乎企业兴衰,关乎员工家庭幸福,关乎社会和谐稳定,安全生产是煤炭行业的重中之重,而员工是安全生产的执行者,员工的工作状态极易受到诸如家庭生活、经济压力、个体矛盾、子女教育以及个人健康、睡眠、饮酒等生理与心理的影响,所以保持员工良好的工作状态对安全生产起着至关重要的作用。

该系统通过安装在安全头盔中的生物电采集设备,实时采集工人的脑电、心电、肌电、眼电、皮温等生物电数据,再经过科学的生物电数据算法计算出矿工的生理、心理、健康、精神状态和情绪指标,通过WIFI信号传输至井上监控系统和个人手机APP实时的展示出来,当系统发现非正常的数据指标时,即刻向管理人员和工人发出警报,以降低工人发生不安全行为的可能性,从而确保工人的安全和健康以及企业的安全生产,通过控制和矫正工人的不安全行为,减少和预防生产事故,提高煤矿安全管理水平。

产品研发成功后,除在满足煤矿自身的需求外,双方还可探索其他联合商业运作形式,以拓展除煤炭行业以外的诸如建筑、电力、公安、消防等领域,具有较大的市场前景。


第二部分 项目详细内容


      一、产业政策

中国“脑计划”于2014年已作为重大科技项目被列入“十三五”规划。目标是在未来十五年内,在脑科学、脑疾病早期诊断与干预、类脑智能器件三个前沿领域,取得国际领先的成果。

美国与欧盟的“脑计划”投资总规模预期分别为60亿美元和10亿欧元(约合12亿美元),期限则都长达10年。中国政府在“脑计划”的投资规模将与美国“脑计划”相当(60亿美元)。
      二、项目意义与必要性
      1.基于人体生理信号的监测预警是煤矿安全生产的需要。生物电(BCI)智能安全头盔是基于人的脑电、心电、肌电、皮电、眼电并结合诸如眼动、皮温、皮肤阻抗、头部血压、肌肉紧张  度、体位、体动信息、心率、心跳、呼吸、额头容积脉搏波等生理信号的采集、监测的基础上开发研制的一款在线智能监测设备,它能够通过生物信号的生理指标比对,对人体上述异常生理信号及时发现、及时预警,并对疲劳度、心理疏导进行有效干预,做到防患于未然。

      2.基于人体生理信号的监测预警是提高生产效率的需要。通过对人体生物信息的高精度采集,将采集到的数据上传至云端数据信息中心,利用脑电算法技术进行精确的计算分析,实现对人体生理状态的精准判断和异常预警,并为企业管理者提供决策依据,从而大幅降低由人因导致的生产事故。实现对人员安全生产状态的控制和管理,给企业安全生产管理带来突破性的改变,从而降低运维成本,提高生产效率。

3.基于人体生理信号的监测预警是关注员工健康与安全,提高员工幸福感的需要。井下矿工劳动量和工作压力较大,矿工工作执行、安全保障与其疲劳度、睡眠、专注度、身体及心理健康状况有密切关系。如何有效做到对矿工上述各指标的监测、及时发现、及时预警对于煤炭行业安全生产尤为重要。为员工生产和生活提供基于生理信号的监测预警,及时发现并有效解决员工不良情绪、生理指标、注意力,关注员工的健康与幸福指数是企业生产的基本保障。

三、项目技术基础
    (一)企业简介

酷成长公司是一家“脑机接口”公司,利用脑电与生物信号推动对大脑的理解与应用,公司使命致力于以大脑为中心改变生活。

酷成长公司基于自有核心算法与接口技术,研发成果涵盖了BCI-脑机接口、BSI-生物信号接口、DNI-直接神经接口、ECI-心机接口、MCI-智能计算机接口等技术。

酷成长公司的自主机器学习算法,可以学习到个体用户的情绪、专注度、放松度以及动作想象(推、拉,平衡、旋转、消失等)、方位想象(上下左右)、表情想象(眨眼,微笑,惊讶等)。通过个体机器学习以达到更好地控制目的。

酷成长公司的技术和接口应用不仅关注人类情绪、心理、生理、医学等教育与健康领域,更关注脑机接口在人工智能、智慧穿戴、智慧家庭以及娱乐、营销、运输、国防、安全、机器人等应用领域。

 

      酷成长公司聘请多名国内一流的脑科学领域的专家作为科学顾问,其中包括杨雄里、陆汝钤、张钹、蒲慕明等4名院士和10余位博士,同时与哈尔滨理工大学联合成立“生物信号与嵌入式开发联合实验室”,与国际欧亚科学院中国科学中心联合成立“脑机接口与智能控制实验室”。酷成长公司拥有多项发明、实用、外观等专利,荣获“信息化影响中国• 2017年行业最佳产品奖”。

     (二)合作方拥有的技术

      北京酷成长科技有限公司无论在脑电采集芯片技术,还是脑电、生理信号的算法层面在国内都可谓屈指可数,该公司研发了中国首款脑电VR产品,同时研发的脑控类产品的品类居于全球首位,研发的脑电芯片的数据采集质量位列国内前茅。

本次合作研发的生物电智能安全头盔采用脑机接口技术(BCI:Brain Computer Interface),将脑电、肌电、眼电、皮电、心率、呼吸、眼动、皮温、皮肤阻抗等多种生物信号嵌入矿工专用头盔,以用来监测矿工的疲劳度、专注度、放松度、大脑状态以及矿工工作中的情绪、健康状况等,以保证煤矿工人的安全生产。矿工疲劳状态下,系统会通过音乐等方式对矿工状态及时进行调整。
      1、脑电采集芯片技术
      酷成长公司在脑机接口技术领域自主研发了B+单导脑电采集主板、B+双导脑电采集主板、B+四导脑电采集主板、B+八导脑电采集主板。可全面应用到健康、娱乐、教育、智能监测、智能控制、科研等领域。该领域的多项专利正在申请中。如下图:

 

      (1)生物电采集技术:可采集心电、脑电、肌电、眼电、皮电等生物电信号。
      (2)生理信号采集技术:可采集头部血压、咬牙、眼动、皮温、皮肤阻抗、肌肉紧张度、体位、体动信息、心率、心跳、呼吸、额头容积脉搏波、脑部血流速、血管紧张度、血氧等生理信号。
      2、核心算法
      酷成长公司拥有8位博士专业研究脑电、生物电、生理信号领域的算法,目前实验落地核心算法十余个。
      (1)大脑状态算法:
      注意力,集中力,放松度、投入度,兴趣程度,兴奋度,亲密度,压力程度等。如下图:

 

      可实时采集δ、θ、Low α、High α,Low β、High β,Low γ、High γ大脑波段的数据。
      (2)自我学习算法:
      行为能力:专注度、放松度等。
      运动感知:推、拉、打、启动、停止等。
      事物感知:天空、大地、森林等。
      方位感知:上下左右等。
      情绪感知:喜、怒、忧、思、悲、恐、惊等。
      (3)面部表情算法:眨眼,微笑,惊讶,咬牙等。
      (4)情绪识别算法:喜、怒、忧、思、悲、恐、惊等。
      3、发明专利(实质审查阶段)


      4、专家论证


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     2019年2月26日,集团公司双创中心、山东唐口煤业公司在北京组织召开“矿用生物电智能安全头盔”专家论证会。专家组成员来自于中科院自动化所、微电子所、军事医学研究院,应急管理部信息研究院,国际欧亚科学院中国科学中心,中央党校(国家行政学院)应急管理培训中心,中国低空产业经济研究院。

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      第三部分  项目技术、产品与国内外同类技术、产品的比较
      生物电(BCI)智能安全头盔可基于现有头盔进行改造,也可以设计基于集成芯片和应用的全新头盔。重量在现有头盔重量的基础上再增加约80克左右。产品采用锂电池或矿灯(需改造)直流供电,不影响其他正常使用。
      该联合研发项目属于典型的高新技术领域,在国内居于较为领先地位,拥有良好的市场前景。目前国内外尚无同类技术产品的问世,所以采用市场现有的智能头盔作为对比参考。
      (一)传统智能头盔的技术功能特点:

  • 具有语音采集功能;

  • 视频图像采集功能;

  • 数据的传输功能;

  • GPS定位功能;

  • 变焦功能;(可十倍放大图像,将远距离的物体拉到近处看)

  • 高清720P视频存储功能;(更加清晰的图像);

  • 单目显示功能;(人员本地可以查看到前方图像,以便更加了解自己的位置与处境)

  • 蓝牙传输功能;

  • 热成像功能;

  • 夜视功能和其他功能;

  • 4G传输功能等。

      (二)生物电智能安全头盔技术功能特点:生物电、生理信号采集技术:采用酷成长公司

自主研发的B+单导脑电采集主板、B+双导脑电采集主板、B+四导脑电采集主板、B+八导脑

采集主板。生理信号采集:可采集头部血压、咬牙、眼动、皮温、皮肤阻抗、肌肉紧张度、

体位、体动信息、心率、心跳、呼吸、额头容积脉搏波、脑部血流速、血管紧张度、血氧等生

理信号。

(三)生物电智能安全头盔与传统智能安全头盔的区别:传统的智能头箍主要是通过定位以及工作现场的视频监控,实时语音交流搭建的一种“可视指挥系统”。而生物电智能安全头盔是通过对人体生物信息的高精度采集,实现对人体生理状态的精准判断和异常预警,并为企业管理者提供决策依据,从而大幅降低由人因导致的生产事故。由此可见,传统的智能头盔是满足人们工作环境要求而设计的安全头盔;而生物电智能安全头盔是从健康、安全生产为出发点而设计的在线监测安全头盔,填补了当前安全管理思维中在人因管理方面的空白。

      第四部分  项目目标产品市场分析
      (一)应用领域
      生物电智能安全头盔可应用于:安保、消防、电力、煤矿、武警、化工、海关、交通、金融、物流、市政、建筑、油田、矿山等领域。

      (二)应用价值
      “智能安全”的价值在于强调以人员健康、安全状态管理为核心,体现了对人的最大关爱和保护,同时,还可以降低安全生产的事故发生率。

      (三)竞品分析
      目前国内外尚无同类技术产品的问世,虽然已经出现各种类型的“智能安全头盔”,但是与该产品功能具有本质区别,可以说当前还不存在竞争对手。

      第五部分  预期经济、社会效益
      根据市场调查发现,应用于消防、武警、煤矿等领域的传统智能安全头盔,其市场售价在每个几千元至几万元不等,功能实现上与生物电智能安全头盔基本一致。然而传统头盔生产成本较高,无法快速普及。我们合作研发的生物电智能安全头盔是在传统头盔的基础上增加了生物电采集设备以及网络通信设备,没有额外增加其他装置,成本上具有很大优势,市场售价可以控制在每个头盔千元以内,大大降低了企业的采购门槛,更利于产品的推广和普及。据网络数据显示,中国有600多万煤矿工人。假如我们的生物电智能安全头盔的零售价是600元,全国10%的煤矿工人使用我们的产品,那么给我们带来的将是60万×600=3.6亿的营业收入。我们的产品应用领域广泛,如消防、安防、警察等行业全部高度符合产品的应用方向。可见,产品具有非常可观的经济效益。生物电智能安全头盔的社会效益在于能对人员的状态实时在线监测,当系统发现非正常的数据指标时,即刻向管理人员和工人发出警报,以降低工人发生不安全行为的可能性,从而确保工人的健康和安全以及企业的安全生产,通过控制和矫正工人的不安全行为,减少和预防生产事故,提高企业安全管理水平。

 

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