發(fā)布時(shí)間：2021-08-30 08:19

　　腦機(jī)接口是一種將大腦活動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制指令,從而對(duì)外部設(shè)備的操控的新型人機(jī)交互技術(shù)。本文考慮到構(gòu)建視覺(jué)獨(dú)立的腦機(jī)接口范式在一些特定場(chǎng)景下的必要性,選取觸覺(jué)通道作為研究對(duì)象,再結(jié)合運(yùn)動(dòng)想象任務(wù),設(shè)計(jì)混合范式及相應(yīng)的機(jī)器人控制系統(tǒng)。首先,本文基于已有的觸覺(jué)P300范式設(shè)計(jì)了機(jī)器人手臂控制系統(tǒng),被試通過(guò)關(guān)注手臂上的振動(dòng)刺激選擇機(jī)器人的相應(yīng)動(dòng)作,最終完成抓取任務(wù)。在線控制實(shí)驗(yàn)中,5名被試平均用時(shí)182.7秒,花費(fèi)12.9個(gè)命令。相比其他控制范式,觸覺(jué)范式能夠在不占用視覺(jué)通道的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)多自由度被控對(duì)象的控制,但也存在控制效率較低的問(wèn)題。隨后本文設(shè)計(jì)了基于觸覺(jué)P300任務(wù)與運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的混合腦機(jī)接口范式,在訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)中由于被試在三分類的運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)上的表現(xiàn)不佳,因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果輸出策略進(jìn)行了一定調(diào)整,將想象“左手運(yùn)動(dòng)”與“右手運(yùn)動(dòng)”統(tǒng)一劃為“想象”狀態(tài),從而獲得了較好的訓(xùn)練準(zhǔn)確率。在隨后的在線測(cè)試實(shí)驗(yàn)中,被試均達(dá)到了70%以上的準(zhǔn)確率。在混合范式的基礎(chǔ)上,又利用該混合范式設(shè)計(jì)了機(jī)器人手臂控制系統(tǒng),通過(guò)完成相同的抓取任務(wù),比較了其與單模態(tài)的觸覺(jué)P300范式在實(shí)際控制上的差異,在完成任務(wù)的時(shí)間和產(chǎn)生... 

【文章來(lái)源】：國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

腦機(jī)接口系統(tǒng)構(gòu)成

國(guó)防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文完成的任務(wù)更加復(fù)雜。目前基于運(yùn)動(dòng)想象的BCI在輪椅、機(jī)器人、汽車等系統(tǒng)的腦機(jī)操控中表現(xiàn)出了良好的性能。如圖1.2所示，為通過(guò)序列運(yùn)動(dòng)想象控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)的實(shí)驗(yàn)[1]，該范式很好地驗(yàn)證了基于運(yùn)動(dòng)想象的BCI在多自由度對(duì)象控制上的應(yīng)用潛力。筆者所在的實(shí)驗(yàn)室最新的研究中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一種在特定的真實(shí)環(huán)境中通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象自主駕駛汽車的BCI系統(tǒng)。五名被試經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，能夠控制汽車前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎以及停車等動(dòng)作，完成了汽車倒車移庫(kù)和自由駕駛?cè)蝿?wù)[6]。圖1.2序列運(yùn)動(dòng)想象控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)的實(shí)驗(yàn)范式及控制過(guò)程[1]1.3.2.2基于P300的BCI字符拼寫系統(tǒng)圖1.3經(jīng)典的oddball范式第5頁(yè)

國(guó)防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文完成的任務(wù)更加復(fù)雜。目前基于運(yùn)動(dòng)想象的BCI在輪椅、機(jī)器人、汽車等系統(tǒng)的腦機(jī)操控中表現(xiàn)出了良好的性能。如圖1.2所示，為通過(guò)序列運(yùn)動(dòng)想象控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)的實(shí)驗(yàn)[1]，該范式很好地驗(yàn)證了基于運(yùn)動(dòng)想象的BCI在多自由度對(duì)象控制上的應(yīng)用潛力。筆者所在的實(shí)驗(yàn)室最新的研究中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一種在特定的真實(shí)環(huán)境中通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象自主駕駛汽車的BCI系統(tǒng)。五名被試經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，能夠控制汽車前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎以及停車等動(dòng)作，完成了汽車倒車移庫(kù)和自由駕駛?cè)蝿?wù)[6]。圖1.2序列運(yùn)動(dòng)想象控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)的實(shí)驗(yàn)范式及控制過(guò)程[1]1.3.2.2基于P300的BCI字符拼寫系統(tǒng)圖1.3經(jīng)典的oddball范式第5頁(yè)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]經(jīng)顱電刺激對(duì)睡眠剝奪后腦局部一致性影響的fMRI表現(xiàn)[J]. 李繼元,蔡喜平,周璐,邵永聰.  中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志. 2017(05)

博士論文
[1]自發(fā)式多分類腦機(jī)協(xié)同控制方法研究[D]. 姜俊.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]觸覺(jué)通道腦機(jī)接口范式研究[D]. 韓星.國(guó)防科技大學(xué) 2017
[2]體感P300腦機(jī)接口范式研究[D]. 王驚君.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3372429