發(fā)布時(shí)間：2020-12-04 23:18

　　已有的人-機(jī)器人交互存在著感知通道和交互方式單一的問(wèn)題,無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜多變的交互需求,嚴(yán)重影響了交互過(guò)程中的用戶(hù)體驗(yàn)。隨著服務(wù)機(jī)器人的推廣普及,為了實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器人之間的高效協(xié)同,更加要求機(jī)器人具備較強(qiáng)的感知能力和靈活的交互能力。因此,本文針對(duì)基于運(yùn)動(dòng)想象的康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人,進(jìn)行了多感知融合的人-機(jī)器人交互技術(shù)研究,融合腦電、眼動(dòng)等多通道數(shù)據(jù),促進(jìn)機(jī)器人識(shí)別用戶(hù)交互意圖和生理狀態(tài),并動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)器人的交互方式,提高康復(fù)訓(xùn)練效果和用戶(hù)體驗(yàn)。主要的研究工作包括以下三個(gè)方面:（1）面向機(jī)器人的腦電感知與交互技術(shù)。首先設(shè)計(jì)了三種基于機(jī)器人的刺激模式,結(jié)合肢體和語(yǔ)音,引導(dǎo)用戶(hù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)想象。通過(guò)時(shí)頻分析法發(fā)現(xiàn),機(jī)器人的多模式刺激對(duì)腦電信號(hào)中的事件相關(guān)去同步特征（Event-Related Desynchronization,ERD）有激發(fā)作用。與傳統(tǒng)的圖片、視頻刺激模式相比,本文方法的平均ERD值在α頻段和β頻段上分別提高了96.87%和147.28%。在腦電信號(hào)分類(lèi)中,基于機(jī)器人的三種刺激模式的平均分類(lèi)識(shí)別率達(dá)到了82.32%,與圖片、視頻刺激模式相比分別提高了7.89%和4.32%。因此,通過(guò)機(jī)器人多... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于運(yùn)動(dòng)想象的康復(fù)助力臂[18]

圖 1- 2 基于運(yùn)動(dòng)想象的上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)示意圖[21]re 1-2. Schematic diagram of upper limb rehabilitation robot system based on motioimagery外，研究表明人在想象不同肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)，即使沒(méi)有明顯的動(dòng)作輸出，大知皮層的活躍狀態(tài)也會(huì)發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為特定頻段的腦電信號(hào)能量下降，這被稱(chēng)為事件相關(guān)去同步現(xiàn)象（Event-Related Desynchronizatio[22]。ERD 是運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)中最基礎(chǔ)的特征，主要分布于腦電信號(hào)的8~13Hz）和 β 頻段（14~30Hz）中，在人體想象單側(cè)肢體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，其對(duì)腦電信號(hào)中 頻段和 β 頻段會(huì)同步出現(xiàn)明顯的能量衰減[23]。對(duì)腦電信號(hào)D 特征分析是運(yùn)動(dòng)想象研究中的重要方法，但是普通人由于未經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)想其 ERD 特征往往不顯著，并且存在部分受試者的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)中不顯的 ERD 特征，稱(chēng)為“ERD 盲”[24]。研究表明視覺(jué)刺激引導(dǎo)能夠提高運(yùn)動(dòng)信號(hào)的 ERD 特征，目前國(guó)內(nèi)外的研究者主要針對(duì)圖片、視頻等刺激模式驗(yàn)研究。rani 等人對(duì)視頻刺激的抽象程度與腦區(qū)活躍性之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，實(shí)試者播放“抓握”動(dòng)作的視頻，研究發(fā)現(xiàn)，觀(guān)看真實(shí)的手能夠激活大腦右后

覺(jué)引導(dǎo)物的視覺(jué)刺激模式的分類(lèi)準(zhǔn)確率優(yōu)于沒(méi)有視覺(jué)引導(dǎo)物的模式進(jìn)行了多模式刺激下運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征調(diào)制研究，設(shè)計(jì)了 4模式（靜態(tài)文字、抓握視頻、手指運(yùn)動(dòng)視頻以及帶聲音的手指運(yùn)動(dòng)了這幾種刺激模式下腦電信號(hào)的 ERD 特征，如圖 1-3（d）所示。結(jié)列運(yùn)動(dòng)視頻和帶聲音的手指序列運(yùn)動(dòng)視頻能夠激發(fā)程度更深、范圍征[30]。（a）[27]（b）[28]


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