基于便携式脑电信号采集器的脑-机器人交互系统

针对现有高精度脑电信号采集设备体积笨重、成本高、无法普及的问题,开发了便携低成本的多通道脑电信号采集器,并以可编程可定制的乐高机器人为应用实例,搭建了集注意力训练、教育、娱乐于一体的脑-机器人交互系统。脑电信号采集器内置锂电池,体积为65 mm×40 mm×21 mm,重约60 g,以无线方式传输信号。在此基础上,结合典型相关分析(canonical correlation analysis,CCA)与快速傅里叶变换(fast Fourier transformation,FFT),提出了基于CCA-Wx-FFT的SSVEP特征提取算法,对采集器信号进行分析,以确保对机器人的精确控制。10名被试的测试结果表明,本系统获得了与高精度EEG设备相近的信号特征和控制准确率(92.6%vs 94.1%)。这一脑-机器人交互系统极大地降低了系统开发的成本,方便携带,易于扩展,对脑控的普及具有重要的应用价值。

直接脑控多机器人协作任务研究

脑控是一种新的控制方法。传统脑控机器人主要是控制单个机器人完成特定任务,而脑控多机器人协作(MRC)任务是一个有待研究的新课题。本文介绍了参加世界机器人大赛"脑—机接口(BCI)脑控机器人比赛"获得"创新创意奖"的一个试验研究,试验设置了2个脑开关,采用基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)的BCI(SSVEP-BCI)控制人形机器人和机械臂完成协作任务。通过10名受试者的控制试验结果表明,通过适当设置脑开关,采用性能优良的SSVEP-BCI能够实现MRC任务的有效完成。本研究可望为未来实用化的脑控MRC任务系统的研究提供启发。