多模态感知反馈智能假肢手——回春妙“手”

基于人体表面肌电信号(surface electromyography, sEMG)和多传感器数据构建一种人机一体化的假肢控制系统和感知系统,实现了肢体常规物理动作的实时控制,并建立了人体对外部信息的实时反馈系统。利用概率神经网络(PNN)对提取出的肌电特征进行识别和分类,手势识别率能够达到96.8%,同时克服了其他神经网络学习复杂度高、用时长的缺点,进一步增强了假肢手控制系统的实时性。另外,利用多传感器检测假肢手外部物理信息,以此构建一个多模态的闭环感知反馈系统,实现了人体和机械的智能融合。

压电微夹钳的位移自感知反馈复合控制

采用自感知方法获取压电微夹钳钳指位移,构成自感知反馈复合控制系统。根据反映钳指位移、表面电荷、夹持力、驱动电压之间关系的压电悬臂梁Smits方程,提出了基于电流积分的钳指位移自感知方法;引入死区算子对传统PI模型进行改进,建立了压电微夹钳钳指位移的迟滞模型;以对偏差的抛物线积分、对输出的先行微分分别代替常规PID控制器中的积分项和微分项,设计出了压电微夹钳的改进PID反馈控制器;将前馈控制器与PID反馈控制器相结合,并采用自感知反馈方式,设计出了压电微夹钳的闭环控制系统。实验结果表明：在自感知反馈复合控制作用下,压电微夹钳对5μm阶跃参考位移的响应时间为0.24 s,若不考虑噪声影响,稳态误差几乎为零;在最大位移为14.7μm的变幅值三角波参考位移以及最大位移为14.1μm的任意波形参考位移作用下,压电微夹钳的自感知反馈复合控制亦可取得良好的控制效果,其稳态误差中线在-0.02-0.04μm之间变化。自感知反馈控制的实验结果与传感器反馈控制基本相同,从而表明压电微夹钳的自感知反馈控制是有效的。

基于感知反馈的UI界面数据可视化传递仿真

由于现有数据传递方法未考虑用户操作习惯,导致UI界面数据可视化传递满意度不高,因此研究基于感知反馈的UI界面数据可视化传递方法。UI界面数据可视化传递平台总体结构包括底层数据库、中间层数据访问层以及上层用户端三部分,底层数据库具备数据统一管理以及数据共享功能;通过中间层数据访问层为UI界面数据可视化提供有效、快速接口;上层用户端通过前台检测用户所输入数据以及所显示信息,选取Active X平台作为可视化UI界面上层用户端平台,采集用户需求以及用户感知数据,利用感知反馈方法获取用户操作习惯,通过感知反馈结果实现传递函数设计。仿真测试结果表明,将上述方法应用于UI界面数据可视化传递中,可获取较优的UI界面可视化渲染效果,且用户满意度高。

基于自感知反馈的压电微夹钳PID控制

为了避免应用外部传感器,采用自感知方式实现压电微夹钳的闭环控制.压电微夹钳钳指在电压与外力作用下输出位移并在其表面产生电荷,据此提出了基于电流积分的钳指位移自感知方法;将PID控制器中的矩形积分改为抛物线积分,对偏差的微分改为对输出的微分,设计出了压电微夹钳的改进PID控制器,并将其同自感知反馈方式相结合,设计出了压电微夹钳的自感知反馈控制系统.实验结果表明：在自感知反馈控制作用下,压电微夹钳对5μm阶跃参考位移的响应时间为0.34 s,若不考虑噪声影响,稳态误差几乎为零;在最大位移为14.1μm的任意波形参考位移的作用下,压电微夹钳的自感知反馈控制亦可取得良好的控制效果,其稳态误差中线在-0.06~0.05μm之间变化.

脑机接口联合多模态感知反馈训练对脑卒中后上肢功能恢复的探索性研究

目的:探究基于运动想象的脑机接口技术联合多模态感知反馈训练对脑卒中后严重偏瘫患者上肢运动功能恢复的临床可行性及有效性。方法:本研究纳入在院康复脑卒中慢性期患者12例,在常规康复训练基础上,增加基于运动想象的脑机接口联合多模态感知反馈训练。在干预前后评估患者的上肢运动功能及日常生活活动能力,包括简化Fugl-Meyer量表上肢部分(FMA-UE)、腕关节主动活动度、手臂动作调查测试(action research arm test,ARAT)和Barthel指数(Barthel index,BI)。同时测量每位患者干预前后双侧M1区的运动诱发电位(motor evoked potentials,MEP),探讨脑机接口训练对脑重塑的影响。结果:所有患者均完成了治疗和评估,其中,FMA-UE及ARAT评分较干预前显著改善(P<0.05),FMA-UE从基线的(13.50±8.20)分提高到(15.92±9.28)分,ARAT评分从基线的(3.08±5.96)分提高到(4.75±7.52)分;所有患者在干预前均不能主动伸展腕关节,2例受试者有小范围的主动屈腕,而在干预后,4例患者出现了较为明显的患侧腕关节自主伸展,6例患者出现显著的腕关节主动屈曲;所有患者的BI评分均未显示出显著变化。在治疗过程中未观察到不良事件。结论:基于运动想象的脑机接口联合多模态感知反馈训练或能有效改善脑卒中严重偏瘫患者的上肢运动功能恢复。

假肢控制中感知反馈技术的研究进展

假肢作为截肢患者实现健全肢体能力的重要辅具,简单的装饰性和单一前馈控制通路已经难以满足需求。为使假肢能够感知温度、压力、位置、形状等信息,多种感知反馈方式已被整合到假肢中。根据反馈终端在人体上的位置,将感知反馈系统分为侵入式反馈和非侵入式反馈。综述了两类感知反馈技术研究现状,并总结了其在假肢中应用存在的问题,展望了其发展趋势。

脑卒中患者采用力反馈感知康复训练后手指运动功能障碍恢复效果评价

目的:探讨力反馈感知康复训练对脑卒中后手指运动功能障碍患者手指运动功能的影响,为力反馈感知康复训练的临床应用和推广提供依据。方法:86例脑卒中后手功能障碍患者随机分为试验组(n=43)和对照组(n=43),其中试验组和对照组各脱落3例,最终80例患者纳入本研究。2组患者在进行40 min常规康复训练基础上,对照组患者进行常规手功能训练20 min,试验组患者进行力反馈感知康复训练20 min,每天1次,每周5 d,共6周。治疗前后采用上肢动作研究量表(ARAT)、握力、改良Ashworth量表(MAS)、手指总主动活动度(TAM)、Fugl-Meyer上肢运动功能评定量表(FMA-UL)手运动部分和Barthel指数(BI)评定量表评价患者手功能恢复情况。结果:治疗前2组患者ARAT评分、握力、MAS分级、TAM、FMA-UL手运动部分评分和BI评分比较差异均无统计学意义(P>0.05)。与治疗前比较,治疗6周后2组患者ARAT评分、握力、TAM、FMA-UL手运动部分评分和BI评分均升高(P<0.05),MAS分级差异无统计学意义(P>0.05)。与对照组比较,治疗6周后试验组患者ARAT评分中抓评分、握评分和治疗前后ARAT总评分差值升高(P<0.05),治疗后TAM及治疗前后握力差值、TAM差值和FMA-UL手运动部分评分差值升高(P<0.05),但ARAT评分中捏评分、粗大运动评分及MAS分级和治疗前后BI评分差值差异无统计学意义(P>0.05)。结论:力反馈感知康复训练有助于改善脑卒中后手指运动功能障碍患者的手指运动功能。

采用脑网络分析的应激诱发脑-机接口运动感知与反馈激活时序规律研究

为解决运动诱发脑-机交互过程中,意念感知环路与运动反馈神经环路协同激活时序同步性弱的问题,受到脉冲时间依赖的突触可塑性理论的启发,开展了运动激活响应的时序作用规律探索与闭环脑机时序同步强化的方法研究。基于应激刺激下运动中枢激活响应特性,通过采集与整合不同应激运动响应任务下力-位移-脑电多源信息,开展了应激诱发下中枢环路时序激活响应检测方案设计;基于检测得到的时序参数,应用脑功能网络分析技术对脑-机交互过程运动感知反馈激活时序规律进行了有效量化。通过在线实验验证和统计分析,验证了应激运动诱发范式保留了传统运动诱发模型的特点:既能够不通过真实运动而激活皮层运动区域,又能有效增强受试者在脑控闭环过程中的运动感知激活响应时效性;在受试者群体中,闭环脑控的感知与反馈响应的时延在0.15~0.90 s之间,最大激活响应时间的持续时间为400~600 ms,激活响应的同步性相较于传统范式具有增强效果。所提方法揭示了应激诱发脑机调控过程的时序作用规律,可为实现运动感知同步性增强的脑-机接口设计提供有力的理论支撑。

神经假肢手的感知反馈重建技术及应用

重建假肢手的感知反馈功能是当前神经康复工程的重大挑战之一。从触觉感知的神经基础、重建技术分类及其应用等方面,综述了神经假肢手人机交互技术的进展。功能性电刺激是常用的神经调控技术,可用于刺激大脑皮层、外周神经及皮肤感受器等,达到重建感知功能的目的,并已取得一些重大技术突破和临床应用。基于诱发指感的表面电刺激技术可形成一种非侵入神经接口,结合神经移植再造感知功能,有很好的应用前景。

大学生自恋人格和微信朋友圈中的自我呈现:外向性和感知积极反馈的链式中介效应

为了探究大学生自恋人格、外向性、感知积极反馈和微信朋友圈中自我呈现的关系,采用自恋人格问卷、外向性量表、感知积极反馈问卷和社交网站自我呈现问卷对549名大学生进行调查,结果发现大学生自恋人格、外向性、感知积极反馈和微信朋友圈中的自我呈现之间两两均呈显著正相关。大学生自恋人格不仅可以直接影响微信朋友圈中的自我呈现,还可以通过外向性的中介作用、感知积极反馈的中介作用及外向性和感知积极反馈的链式中介作用三条路径间接影响自我呈现。

基于多维异构特征与反馈感知调度的SDN内生安全控制平面

为弥补现有研究在软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)控制平面未知漏洞防御方面的空白,本文提出了一种基于多维异构特征与反馈感知调度的内生安全控制平面的设计方案.该方案以“冗余、异构和动态”为切入点,通过组合执行体冗余集构建策略、多维异构元素着色策略和动态反馈感知调度策略,有效增加SDN控制平面对攻击者所呈现的执行体时空不确定性(逆转攻防不对称性).相关仿真结果表明该方案可以收敛全局执行体数目、增加执行体之间的多维异构度并降低系统全局失效率.

教育信息化2.0时代视角下的教师反馈素养研究

教师反馈是提升教学效能的核心关键。研究通过梳理教师专业素养的内涵要素,辨析评价和反馈的差异,并结合教师反馈素养的最新研究框架,立足我国教育信息化2.0时代背景下对教师提出的创新教学、引领生态发展的能力素养新要求,编制了教师反馈素养的测评量表,并进行了两阶段数据采集与分析。第一阶段,验证量表的信效度合格性;第二阶段,分析1360位中小学教师的有效数据。研究发现:教师反馈素养包括技术提供反馈、协商完善反馈和促进感知反馈三个子维度;教师反馈素养总体水平不高,特别是在促进感知反馈子维度;教师反馈素养还受到性别与学科的交互作用等因素的影响。研究认为,教师有效反馈是落实当前时代所要求的创新教学生态、深化评价改革的一种关键措施。为此,建议教师教育改革应通过多种途径积极提升教师的反馈素养,通过师生间的有效互动促进学习者的学习投入。

视觉感知的无人机自主精确抛投方法研究

无论是在军事还是民用领域,无人机抛投应用价值都非常巨大。现有的无人机抛投方法有:基于人工经验的抛投、基于无人机运动动力学与空气动力学建模的抛投、基于导航系统的无人机抛投、基于视觉驱动的无人机自主精确抛投等。其中基于视觉驱动的无人机自主精确抛投方法涉及复杂的无人机与目标之间运动规律的精确感知与估计、空气动力与各种延时的影响,最佳抛投位姿和时机估计困难很大?本文拟通过基于深度学习的状态感知获取无人机的姿态角、晃动速度、地面目标相对关系等状态参数,通过强化学习解决视频采集处理传输延时、决策控制延时的影响,从而达到自主地、高精度地抛投?在此基础上设计和搭建了一个模拟实验平台,用于算法的训练和测试,并比较了基于视觉驱动的无人机自主精确抛投方法和依靠人工经验的抛投方法的效果,测试结果表明基于深度强化学习的视觉驱动无人机自主抛投方法获得相当高的成功率,能够有效的解决无人机精确抛投问题,该研究结果为无人机自主精确抛投提供了一种有效的解决方案和工程应用思路。

城市排水系统防倒灌问题解决办法探究与比较研究

城市排水系统防倒灌是一项重要的工程挑战,涉及到城市内涝、水质污染和环境健康等问题。文章首先探讨了城市排水系统防倒灌的定义、原因和危害。城市排水系统的设计不当、污水管道堵塞、强降雨和气候变化等因素都可能导致污水倒灌,引发内涝、水污染和疾病传播等风险。文章还对常规防倒灌措施和新技术防倒灌措施进行了比较分析。常规措施虽然具有一定效果,但存在成本高、维护困难等缺点。而新技术措施如模拟堵塞技术、智能感知与反馈系统等,具有实时监测、智能控制和预警功能,能够提高防倒灌效果和管理效率。通过对新技术防倒灌措施的实践应用案例分析,可以发现模拟堵塞技术、智能感知与反馈系统等技术在城市排水系统中得到了广泛应用,并取得了显著的效果。这些新技术能够实时监测排水系统的状态、预测内涝风险,并通过智能控制和优化排水运行,提高系统的响应能力和抗灾能力,可以为城市排水系统的防倒灌提供更好的解决方案。

假肢中的感知及其反馈技术研究进展

假肢是帮助截肢患者获得或部分获得健全人肢体功能的重要工具。与传统的仅具装饰性功能和仅有前馈控制通路的假肢相比,假肢的感知反馈功能是其正常工作和实现自身安全的重要保障,包括位置、力、纹理、粗糙度、温度等环境信息及假肢自身信息感知能力。本文从感知信号识别方式和感知反馈方式两个方面总结了近年来国内外假肢在感知及反馈技术领域的发展和现状。其中,在感知信号识别方式上,主要概况了当前常用的与感知信息采集相关的传感器及其在假肢中的应用现状。同时从力反馈刺激、侵入式与非侵入式电刺激、震动刺激等方面对感知反馈方式进行总结和分析。最后,提出假肢在感知及反馈技术方面目前仍存在的一些问题,并对其发展趋势进行展望。

社交网站中的自我表露对青少年孤独感的影响:一个有调节的中介模型

本研究采用社交网站中的自我表露量表、自尊量表、感知积极反馈量表和孤独感量表对武汉市八所普通中学1588名11~19岁的中学生进行调查,考察社交网站中的自我表露和孤独感的关系,以及感知积极反馈在二者关系间的中介作用和自尊对这一中介作用的调节。结果显示:(1)在控制了性别、年龄和社交网站使用时间后,社交网站中的自我表露显著负向预测青少年孤独感;(2)感知积极反馈在社交网站中的自我表露和孤独感之间起部分中介作用;(3)社交网站中的自我表露经由感知积极反馈影响孤独感的中介作用受到自尊的调节。具体而言,感知积极反馈的中介效应只出现在高自尊者中,在低自尊者中并不存在上述中介作用。

听力理解过程阶段性分析——英语听力教学方法初探

听力是中国人英语学习的重大障碍之一。为提高听力效果， 应对听力过程进行系统的阶段性分析， 并结合各阶段特点培养五个层次的能力， 即对音素、单词、意群、整句、篇章的感知反馈能力。以音素、单词为基点， 以意群为线索， 把握整句、篇章的内在关联， 从而达到快速深入理解听力材料之目的。

“健康中国”视角下医药信息智慧服务构建

通过文献调研分析高校图书馆特定用户需求,以医药高校图书馆作为研究对象,提出图书馆智慧服务虚拟场景构建策略并阐述其实现路径,包括信息资源跨空间共享、基于Shibboleth认证的委托访问、精准感知反馈系统。

浅析场所精神在乡村微景观更新设计中的应用——以晋江市乡村微景观营建活动为例

自从《国家乡村振兴战略规划》政策的出台,乡村建设的各个方面都在如火如荼地有序进行中,本研究主要在改善乡村人居生态环境方面,引入场所精神的相关理念,从场所营造,感知反馈,精神构建三个方面由表及里的阐述其在乡村微景观更新设计中形成的应用方法和理论体系,并以晋江市乡村微景观营建活动中的相关案例进行实践分析,为形韵共存,形似质异的美丽乡村建设提供相关的思路和看法。

UKF训练RMLP网络的快速算法

UKF训练PMLP的优点是无需计算动态偏导数,但UKF面临计算量大的问题,降低计算量是UKF的研究重点之一。本文提出反向遍历sigma点的方法,可以显著降低UKF有2N_w+1或N_w+2个sigma点两种情况下的计算量。另外,对2N_w+1个sigma点的情况,本文提出解耦合方法,能有效降低存储协方差阵所需空间。综合反向遍历方法和解耦合方法,本文给出UKF训练RMLP的快速算法。在动态系统辨识的仿真中,本文方法节省近80%的计算量和近90%的存储空间。