基于腦機接口的服務(wù)機器人系統(tǒng)
本研究根據(jù)90%腦神經(jīng)功能正常的人在短時間閉眼后腦電(EEG)中alpha(α)波幅均可明顯增強這一普適特征,設(shè)計了一套簡便易行的基于腦電α波的腦-機接口系統(tǒng)。該系統(tǒng)僅需在操作者頭后部放兩個腦電檢測電極,短暫訓(xùn)練就可以快速而可靠地控制外接機電裝置運行開關(guān),還可以擴展為多選項實時控制系統(tǒng)。搭建了閉眼alpha波控制系統(tǒng),引入開關(guān)抑制模塊減少誤控制,實現(xiàn)了對單個開關(guān)的快速可靠控制,經(jīng)10名操作者試驗,激活開關(guān)平均時間為2.4秒、平均錯誤率3%,進一步開發(fā)設(shè)計了基于計算機LabVIEW平臺顯示的循環(huán)燈選擇系統(tǒng),利用α波控制單個開關(guān)的功能,通過四燈循環(huán)作為指示菜單,實現(xiàn)了四個目標(biāo)的α波控制選擇。經(jīng)5名操作者試驗,證實每個受試者均只需少數(shù)訓(xùn)練時程即可達到10%或更低的錯誤率。設(shè)計了α波機器人控制系統(tǒng)以實現(xiàn)α波對服務(wù)機器人的實時控制。經(jīng)5名操作者參加連續(xù)25次隨機方向控制實驗,平均正確率達到91.2%,再次證實本研究設(shè)計的α波的腦-機接口系統(tǒng)進行多選項控制的可實現(xiàn)性和潛在應(yīng)用價值。如實現(xiàn)系統(tǒng)集成化和便攜化,配置適當(dāng)?shù)目刂骑@示面板,可望進一步開發(fā)出專供那些患有全身性重癥癱瘓但頭腦功能正常的殘疾人使用的新型助殘輪椅等產(chǎn)品。
天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
2021-04-10