腦機(jī)接口是一種將大腦活動信號轉(zhuǎn)換為控制指令,從而對外部設(shè)備的操控的新型人機(jī)交互技術(shù)。本文考慮到構(gòu)建視覺獨立的腦機(jī)接口范式在一些特定場景下的必要性,選取觸覺通道作為研究對象,再結(jié)合運(yùn)動想象任務(wù),設(shè)計混合范式及相應(yīng)的機(jī)器人控制系統(tǒng)。首先,本文基于已有的觸覺P300范式設(shè)計了機(jī)器人手臂控制系統(tǒng),被試通過關(guān)注手臂上的振動刺激選擇機(jī)器人的相應(yīng)動作,最終完成抓取任務(wù)。在線控制實驗中,5名被試平均用時182.7秒,花費12.9個命令。相比其他控制范式,觸覺范式能夠在不占用視覺通道的前提下實現(xiàn)對多自由度被控對象的控制,但也存在控制效率較低的問題。隨后本文設(shè)計了基于觸覺P300任務(wù)與運(yùn)動想象任務(wù)的混合腦機(jī)接口范式,在訓(xùn)練實驗中由于被試在三分類的運(yùn)動想象任務(wù)上的表現(xiàn)不佳,因此對實驗的結(jié)果輸出策略進(jìn)行了一定調(diào)整,將想象“左手運(yùn)動”與“右手運(yùn)動”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。在隨后的在線測試實驗中,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)計了機(jī)器人手臂控制系統(tǒng),通過完成相同的抓取任務(wù),比較了其與單模態(tài)的觸覺P300范式在實際控制上的差異,在完成任務(wù)的時間和產(chǎn)生... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

腦機(jī)接口系統(tǒng)構(gòu)成

國防科技大學(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，為通過序列運(yùn)動想象控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)的實驗[1]，該范式很好地驗證了基于運(yùn)動想象的BCI在多自由度對象控制上的應(yīng)用潛力。筆者所在的實驗室最新的研究中，已經(jīng)實現(xiàn)了一種在特定的真實環(huán)境中通過運(yùn)動想象自主駕駛汽車的BCI系統(tǒng)。五名被試經(jīng)過訓(xùn)練，能夠控制汽車前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎以及停車等動作，完成了汽車倒車移庫和自由駕駛?cè)蝿?wù)[6]。圖1.2序列運(yùn)動想象控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)的實驗范式及控制過程[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

國防科技大學(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，為通過序列運(yùn)動想象控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)的實驗[1]，該范式很好地驗證了基于運(yùn)動想象的BCI在多自由度對象控制上的應(yīng)用潛力。筆者所在的實驗室最新的研究中，已經(jīng)實現(xiàn)了一種在特定的真實環(huán)境中通過運(yùn)動想象自主駕駛汽車的BCI系統(tǒng)。五名被試經(jīng)過訓(xùn)練，能夠控制汽車前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎以及停車等動作，完成了汽車倒車移庫和自由駕駛?cè)蝿?wù)[6]。圖1.2序列運(yùn)動想象控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)的實驗范式及控制過程[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

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]經(jīng)顱電刺激對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.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016

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



本文編號：3372429