脑_机接口技术研究new

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1、综述本栏目编辑/王世民GENERALREVIEW脑—机接口技术研究王萍1,2杨静丽2万柏坤1(1.天津大学精密仪器与光电子工程学院天津市300072;2.天津工业大学计算机技术与自动化学院天津市300160)摘要脑—机接口(BCI)是在人脑和计算机或其他电子设备之间建立的一种直接的信息交流和控制通道,是一种不依赖于常规大脑信息输出通路(外周神经和肌肉组织)的全新信息交流系统。介绍了BCI的组成及工作原理,讨论了基于脑电波(EEG)的BCI研究方法,指出了BCI存在的问题及研究对策。关键词脑电信号;脑机接口;人机接口中图分类号:TP391.9文献标志码:A文

2、章编号:1003-8868(2007)11-0031-03Researchofbrain-computerinterfacetechnologyWANGPing1,2,YangJing-li2,WANBai-kun1(1.PrecisionInstrumentandOpto-electronsEngineeringCollegeofTianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.ComputerandAutomationCollegeofTianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,C

3、hina)AbstractBrainComputerInterface(BCI)isadirectinformationcommunicationandcontrolchannelestablishedbetweenhumanandcomputerorotherelectronicsdevicesanditisawhollynewcommunicationsystemthatdoesnotdependonthebrain'snormaloutputpathwaysofperipheralnervesandmuscles.Thegeneralconstitu

4、tionsandprinciplesofBCIsystemsareintroduced.Inaddition,researchmethodsbasedonelectroencephalographarediscussedandtheexistingproblemsandfuturetrendsofBCIarepointedout.Keywordselectroencephalographsignals;brain-computerinterface;human-computerinterface1前言诠释其操作目的、内容并提取与信号相关的动作模式;然后将2

5、004年12月,由美国纽约州立大学的乔纳森·沃尔帕博士其转化为对计算机的驱动信号,再由计算机控制和操作周边主持的一个科技研究小组公布了最新科研成果,实验中受试设备,达到预想的操作目的或实现与外界交流信息的功能[1-2]。者的大脑想到哪里计算机屏幕上的光标就会移动到哪里,实BCI系统通过采集和分析人脑生物电信号,在人脑与计算机或验取得如期效果。在沃尔帕博士等人的演示实验中,受试者头其它电子设备建立起直接交流和控制的通道,这样人就可以上戴着用来检测脑电波的头罩。头罩检测到的脑电波经过处通过脑来表达意愿或操纵设备,而不需要语言或肢体动作。理后输入计算机作为控制指

6、令,可以让计算机屏幕上的光标BCI是神经科学和信息处理技术学科交叉的一项创新成果。在二维的平面上移动。首先,屏幕画面边缘某一位置会随机出2BCI的组成现一个目标块,其位置一旦出现就相对固定。然后,屏幕画面WolpawJR&BirbaumerN认为BCI也像其它通讯和控制的中央出现一个光标。受试者在不动手的情况下借助仪器用系统一样,由输入、输出以及联系两者的中间环节组成[2]。输入意念将这个可移动的光标移动到目标块上。2006年6月,清华包括大脑行为特征及测量它们的方法,特征有由EEG的μ、B节大学医学院神经工程研究所也展示了国际领先水平的脑—机律等组成的频

7、域特征和由慢皮层电位、P300、单个皮层神经元接口系统:用想象“踢”足球,即机器狗踢足球的行为是由2名的行为电位等组成的时域特征,特征测量方法包括电极类型戴着特殊电极帽的学生用“思维”控制的。国际上对脑机接口与位置、参考电平、空间与时间滤波以及其它检测信号特征的的研究始于20世纪70年代,在过去的几十年里,这项研究已经处理方法。中间环节也称为转换算法,即将大脑电生理输入转取得了巨大的进步。在国内,清华大学在处理和解读神经信号换为控制外部设备的输出。BCI的输出可以去控制光标的移方面已经有了近20年的研究,除此之外,重庆大学、上海交通动、字母或图标的选择、轮

8、椅的转动等,同时还提供反馈。使用大学等单位近年来也都进入了这一领域