基于EEG信號(hào)的人體狀態(tài)測(cè)量研究.pdf_第1頁
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1、物理人機(jī)緊耦合系統(tǒng)在康復(fù)訓(xùn)練輔助器具領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。作為一種人-機(jī)-環(huán)緊密聯(lián)系的復(fù)雜系統(tǒng),物理人機(jī)緊耦合系統(tǒng)在研制過程中需要解決人與康復(fù)機(jī)器人在不同環(huán)境下物理和認(rèn)知?jiǎng)討B(tài)交互,機(jī)器人在線測(cè)量人機(jī)交互模型的狀態(tài)參數(shù)以及實(shí)時(shí)、全面地預(yù)測(cè)和分類人機(jī)狀態(tài)與行為和環(huán)境狀態(tài)等關(guān)鍵性問題。這些問題的解決都需要以物理人機(jī)緊耦合系統(tǒng)的狀態(tài)和行為數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)。物理人機(jī)緊耦合系統(tǒng)的狀態(tài)和行為的測(cè)量包括人體運(yùn)動(dòng)、人機(jī)交互力、人的狀態(tài)以及人的績(jī)效這四個(gè)方面

2、的內(nèi)容。其中人的狀態(tài)主要通過人的生理信息進(jìn)行測(cè)量。腦電信號(hào)(EEG)是測(cè)量人體生理信息最靈敏的指標(biāo)之一。本文結(jié)合物理人機(jī)緊耦合系統(tǒng)采用腦電信號(hào)對(duì)人體腦力負(fù)荷測(cè)量和人體意圖識(shí)別進(jìn)行了研究。
  當(dāng)前,結(jié)合物理人機(jī)緊耦合系統(tǒng)以腦電信號(hào)為研究手段的腦力負(fù)荷測(cè)量研究方面并不區(qū)分四個(gè)信息處理階段的腦力負(fù)荷。針對(duì)大腦在不同信息處理階段腦力負(fù)荷研究尚不明確的問題,本文采用了四種模擬信息處理四個(gè)階段的心理實(shí)驗(yàn),對(duì)四種心理實(shí)驗(yàn)中的腦電信號(hào)進(jìn)行分類的

3、結(jié)果表明四個(gè)不同的階段的腦力負(fù)荷測(cè)量并沒有顯著的差別。傳統(tǒng)腦力負(fù)荷測(cè)量方法由于對(duì)信號(hào)的采集的時(shí)間長(zhǎng)度有客觀地要求而無法滿足物理人機(jī)緊耦合系統(tǒng)的研制對(duì)腦力負(fù)荷測(cè)量的實(shí)時(shí)性要求,本文采用的腦電信號(hào)分析方法針對(duì)事件發(fā)生后較短時(shí)間內(nèi)的腦電信號(hào)的特征進(jìn)行分類,并取得了良好的分類結(jié)果,證明了結(jié)合物理人機(jī)緊耦合系統(tǒng)腦電信號(hào)實(shí)時(shí)測(cè)量腦力負(fù)荷的可行性。
  基于腦電信號(hào)的人體意圖識(shí)別方法研究中,基于傳統(tǒng)的alpha節(jié)律的研究范式在處理腦電信號(hào)的過程

4、中對(duì)信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度的需求無法滿足實(shí)時(shí)識(shí)別的要求。本文采用的腦電信號(hào)的分析方法對(duì)較短時(shí)間內(nèi)的腦電信號(hào)的特征進(jìn)行了分析和分類,并取得了較好的分類結(jié)果。分類結(jié)果證明了結(jié)合物理人機(jī)緊耦合系統(tǒng)的腦電信號(hào)人體意圖實(shí)時(shí)識(shí)別的可行性。目前基于運(yùn)動(dòng)想象范式的研究中常用的想象任務(wù)包括左右手想象運(yùn)動(dòng)、想象立方體旋轉(zhuǎn)等,這些想象任務(wù)對(duì)物理緊耦合系統(tǒng)通過腦電信號(hào)執(zhí)行動(dòng)作造成了一定的困難,本文結(jié)合物理緊耦合系統(tǒng)的實(shí)際需求設(shè)計(jì)了四種更加自然的想象任務(wù)。根據(jù)對(duì)四種想象

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