脑-机接口技术研究

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1、万方数据第33卷第5期2014年10月北京生物医学工程BeijingBiomedicalEngineeringV01．33No．5October2014脑一机接13技术研究洪杰秦现生谭小群王文杰牛军龙摘要脑一机接口是在人脑与计算机或其他电子设备之间建立直接的交流和控制的通道，它直接通过脑来表达想法，而不需要语言和动作，为思维正常但有严重运动障碍的患者提供了与外界交流和控制的途径，提高了他们的生活质量。本文对脑一机接口(braincomputerinterface，BCI)技术、研究方法、分类以及涉及的关键技术、应用领域等进行了较为详细的综述，

2、并在此基础上分析目前BCI存在的问题，最后指出该领域的发展趋势。关键词脑一机接口；信号获取；特征抽取；分类DOI：10．3969／j．issn．1002-3208．2014．05．19．中图分类号R318．04；TP391．4，文献标志码A文章编号1002-3208(2014)05-0537-08R,；earchofbrainLputerinterfacetechnoh,gyResearchDraincomouterinterlacetectmologyHONGJie，LIUJunwei，QINXiansheng，TANXiaoqun，WAN

3、GWenjie，NIUjunlongSchoolofMechanicalEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072；【Abstract】Brmncomputerinterface(BCI)providesadirectcommunicationandcontrolchannelbetweenhumanbrainandcomputerorotherelectronicdevice．Usingthenon-muscularchannel，right-thinkingpat

4、ientswithseveredyskinesiacandirectlyexpresstheirthoughtwithoutusinghumanlanguageandactions．Thiswillenhancetheabilityofcommunicationandcontrol，andwillimprovethepatients’livingquality．Inthispaper，wereviewBCItechnology，researchmethods，classification，therelatedkeytechnologiesan

5、dapplicationfieldsindetail．Onthisbasis，thecurrentproblemsofBCIareanalyzed．Finally，thepaperpointsoutthedevelopmenttrendsofBCI．【Keywords】braincomputerinterface；signalacquisition；featureextraction；classificationO引言脑一机接口(braincomputerinterface)的研究可以追溯到20世纪70年代的美国加州大学洛杉矶分校，J．J．V

6、idal博士在他的论文中首先提出了脑一机接口这一术语，试图评估利用脑电信号的可行性⋯，它是一种涉及神经科学、生理学、心理学、工程学、计算机科学、康复学、其他技术和医疗科学等多种学科的交叉学科。1999年全世界专门从事BCI研究的小组不超过6个，伴随着4次BCI国际会议和4次BCI国际竞赛的召开，对BCI的研究呈现明显的上升趋势，特别是2002年BCI国际会议和作者单位：西北工业大学机电学院(西安710072)通信作者：洪杰。E-mail：s0725003@126．corn2003年BCI国际竞赛，引起了众多学科的科技工作者的关注，到目前为止B

7、CI研究机构已经发展到数以百计，BCI的研究已受到越来越多的关注嵋。1。BCI是一种不依赖于正常的由外周神经和肌肉组成的输出通路的通信系统，被传输的信号直接来自中枢神经系统，而与外周神经和肌肉无关。BCI将被传输的信号直接转化为外部的控制命令，它将建立脑与计算机或外部设备的直接交流的通道，是一种全新的信息交流和控制方式，为有严重运动障碍的人提供了一种有效的与外界交流和控制的方式，提高了他们的自主性，从而改善了他们的生活质量和降低了社会成本。BCI技术是目前国际上比较活跃的研究领域，作为一个涉及多学科交叉的学科，还存在着许多问万方数据·538·

8、北京生物医学工程第33卷用户状态反馈⋯_一‘舀’器放大器，伪迹处理模块，特征产生模块+特征转化模块，控制接口设备控制器—-一——————————————二二一一信号