基于腦機(jī)接口的服務(wù)機(jī)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(shí)間閉眼后腦電(EEG)中alpha(α)波幅均可明顯增強(qiáng)這一普適特征,設(shè)計(jì)了一套簡便易行的基于腦電α波的腦-機(jī)接口系統(tǒng)。該系統(tǒng)僅需在操作者頭后部放兩個(gè)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(jī)電裝置運(yùn)行開關(guān),還可以擴(kuò)展為多選項(xiàng)實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)了對(duì)單個(gè)開關(guān)的快速可靠控制,經(jīng)10名操作者試驗(yàn),激活開關(guān)平均時(shí)間為2.4秒、平均錯(cuò)誤率3%,進(jìn)一步開發(fā)設(shè)計(jì)了基于計(jì)算機(jī)LabVIEW平臺(tái)顯示的循環(huán)燈選擇系統(tǒng),利用α波控制單個(gè)開關(guān)的功能,通過四燈循環(huán)作為指示菜單,實(shí)現(xiàn)了四個(gè)目標(biāo)的α波控制選擇。經(jīng)5名操作者試驗(yàn),證實(shí)每個(gè)受試者均只需少數(shù)訓(xùn)練時(shí)程即可達(dá)到10%或更低的錯(cuò)誤率。設(shè)計(jì)了α波機(jī)器人控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)α波對(duì)服務(wù)機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制。經(jīng)5名操作者參加連續(xù)25次隨機(jī)方向控制實(shí)驗(yàn),平均正確率達(dá)到91.2%,再次證實(shí)本研究設(shè)計(jì)的α波的腦-機(jī)接口系統(tǒng)進(jìn)行多選項(xiàng)控制的可實(shí)現(xiàn)性和潛在應(yīng)用價(jià)值。如實(shí)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(jìn)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