香港学生制　脑波电动轮椅

自教育局推动STEM发展以来，各校经过摸著石头过河的状态后，今年渐见各校百花盛放，有些学校倾向集中培育学生拥有廿一世纪技能。另一方面，有些学校紧贴现时的科技趋势，加入人工智能的课题，更有些学校让学生接触彷佛遥不可及的脑电波。今期邀请了佛教觉光法师中学师生，尝试运用脑电波设计新产品贡献社会。

佛教觉光法师中学副校长梁国豪（下称梁Sir） 主要负责学校的STEM发展，最初他们与大部分学校一样，从组装机械人及编程开始，将其中的工程逻辑及运算思维放入课程之中， 发展至一段时间，再把STEM的理念加到科技与设计科以及视觉艺术科，例如让学生们用木板自制笔筒后，设计笔筒的图案再用雷射雕刻机制作。目前计划将成本计算等销售程序加到STEM相关课程中。该校的STEM展现了科技的拓展力，当梁Sir计划再发展新一项计划时，有同学就自发参加，期望能协助研究。

好奇成为推动力

梁Sir所提出的研习是「脑电波遥控器」新科技工具，同学们对「脑电波」此科技名词感到十分好奇。毕竟脑电波是一般人不能透过任何感官察觉的存在， 若要了解日常生活无法接触的脑电波， 就需运用脑电波遥控其他物件才能具体化。此外，同学李家骞表示利用脑电波遥控器控制其他物件，会涉及编程的部分，或会对前景有帮助，因此决定参加。

实际上，脑电波计划最终有四位中五同学决定参与研发，包括修读物理科的黄艳玲、修读资讯及通讯科技科（ICT） 的刘东丽、李家骞及神铠澄。为了设计整个计划，同学们需要了解脑电波控制器的运作原理、继电器的原理、OpenBCI、mBot及Ard uin o的编程等知识，最终希望能透过脑电波操控机械， 甚至能让行动不便的人透过脑电波控制轮椅。考虑到即将迎接中六， 同学们更期望于本学年完成此项研习。为此他们几乎每天放学就到STEM Lab学习研究，每天都是天黑才离开学校。

控制机械蜘蛛

脑电波遥控器主要分为两部分， 一部分负责是放置于头脑的硬件，能侦测脑电波并转换为数码讯号；另一部分通过蓝牙组件能发送讯号及释放电力。整组脑电波遥控器就能控制其他机械， 他们第一次改装，就是控制机械蜘蛛。接?他们将四驱车改装，把原本连接电池的部分，加入连接蓝牙组件，达到凭著脑电波频率产生的电压高低来控制四驱车的前进速度。他们表示只要心平气静，就可以调节四驱车速度快慢。

进行脑电波数据测试

完成四驱车车速控制，进一步改良是控制mBot ，难度也增加不少，首先要从头部找到能发出稳定电波的位置，来获得脑波频率，接著是将不同位置的波频转换成数据。两位女同学主要负责OpenBCI 的编程，男同学则负责mBot上的编程。涉及编程外，还需要将接收到的脑电波数据传输到另一个平台，紧接是将接收到的数据转成另一组的运作程序，再传输到车辆，当车辆接收到指令后，便会进行预设的反应了。

进行脑电波数据测试

至于连接控制轮椅，首先要将收器接驳至摩打后， 接著安装到轮椅上，才可进行测试。透过脑电波控制车辆，最大的困难在于每个人的脑电波起伏可以很大，因此每次都要进行调整更新。方式是在一分钟内取得平均数值后作为参考，将数值输入OpenBCI程式内，才可运用数据。

控制轮椅难度高

负责用脑波控制的同学刘东丽分享， 曾经因测试当日的情绪起伏得比较大， 未能调校到合适的波段，而无法进行测试。此外，当轮椅在地上行走时， 凹凸不平的地面会产生不规律的震动，也会影响传输及接收， 无法正常控制轮椅。另一方面，由于整个传输过程需要较长的时间，当车辆接收到指令时，许多时候已离开原本的实际情况，例如前面一米后需要向左转，原预计脑电波会发出讯号，传送到车辆作出反应，但事实是由于脑电波一直发出讯号，车辆接收过多指令仍未执行，于是在程式上排序过多， 以至未能在正确的时刻作出反应。最后，他们就改变接收讯号的频率， 在编程中加入一个停止接收的指令，让它有空间接收接下来的指令，同时在它停止时接收脑电波的讯号就不会因走动被震动影响。

建立强大成功信念

他们在短短几个月的研究之中，面对著硬件、发送及接收速度等问题，以有限的资源尝试解决，令人不禁疑问，到底他们认为怎样才是一辆完善的脑电波控制轮椅呢？同学黄艳玲分享到，他们曾经在脑电波数据比较清晰时，能控制轮椅的行走方向，情况可以接受，但未算完善。讯号不良的问题，或可更换接触头部发出脑电波的金属，减低其接收杂讯的机会，从而获得改善。

另一位学生李家骞认为主要是技术及资金有限，只要能改善轮椅震动的问题，配合自动改进的程式，使讯息收发更完善便能成功。虽然时间及资金有限，但他们一致认为，若有足够时间及资源，也可把它制作出来，同学们表现出对作品的信心度高，期待他们有成功的一天。