基于腦機接口的協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究.pdf

1、腦機接口(Brain-Computer Interface，BCI)是一種不依賴傳統(tǒng)神經(jīng)\肌肉組織，通過將大腦活動信號直接轉(zhuǎn)換成計算機指令實現(xiàn)人與外界交流的新型通訊與控制通路。隨著相關(guān)理論與技術(shù)的不斷發(fā)展，腦機接口這種新的人機交互方式在醫(yī)療康復(fù)、工業(yè)生產(chǎn)以及軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域都體現(xiàn)出重要的應(yīng)用價值。
　　受到大腦活動檢測等技術(shù)的限制，目前的腦機接口的實際通訊效率仍比較低，在控制實時性、可靠性以及輸出帶寬等方面還難以達(dá)到實用化的要求。本文

2、從信號處理方法設(shè)計和控制策略優(yōu)化這兩個方面綜合提升腦機接口的實時通訊效率，從而構(gòu)建更加高效可靠、人機協(xié)調(diào)的腦機接口系統(tǒng)，實現(xiàn)更高層次的控制水平。一方面，通過改進信號處理算法，在實現(xiàn)對不同肢體運動想象腦活動分類的基礎(chǔ)上，進一步在腦電(EEG)信號中提取運動想象的強度信息，實現(xiàn)具有線性輸入輸出特性的腦機接口。另一方面，引入共享控制方法，將腦機接口與自主控制系統(tǒng)相結(jié)合，綜合提升腦機接口的通訊效率和控制水平。課題選取倒立擺這一典型靜不穩(wěn)定系統(tǒng)作

3、為被控對象，驗證所設(shè)計腦機接口系統(tǒng)的性能。針對第一個方案，本文通過計算機設(shè)計實現(xiàn)了倒立擺仿真實驗平臺，檢驗我們方案的性能；在第二個方案中，本文將所設(shè)計的腦機控制系統(tǒng)應(yīng)用于真實倒立擺的平衡控制，以驗證其控制性能。
　　三名健康的被試參與了本文所設(shè)計的實驗。在第一個控制方案中，兩名被試成功實現(xiàn)了腦機接口輸出量大小的調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)了對虛擬倒立擺20秒以上的平衡控制時間。在第二個方案中，參與實驗的兩名被試通過使用我們建立的腦機共享控制系統(tǒng)