带USB-MIDI接口卷式电子琴的研究

随着电子技术的发展和人们生活水平的提高,人们的消费观念也不断升级,传统的电子琴已不能满足消费者的需求,通过采用新材料,新工艺,新技术,本文结合研究实践介绍了带USB-MIDI接口的卷式电子琴的实现。

基于脑电的快速序列视觉呈现脑-机接口系统研究进展综述

脑-机接口(BCI)系统建立大脑与外部设备之间的直接交流通路,结合快速序列视觉呈现(RSVP)范式能够实现利用人类视觉系统进行高流通量图像目标检索。近些年来,RSVP-BCI系统在范式编码、脑电(EEG)解码和系统应用方面的研究取得了长足的进步。对范式编码的研究揭示不同范式参数对系统性能的影响,促进提升系统性能;脑电解码的研究在提升算法分类性能的同时推动少训练、零训练样本、多模态等场景下的应用;对RSVP-BCI系统应用的研究实现推动系统走向实际应用并拓宽了应用领域。同时,系统仍面临着迈向实际时可应用领域范围窄、脑电跨域解码难题以及计算机视觉飞速进步带来的挑战。该文对RSVP-BCI近年来的相关研究进展进行了回顾与总结,并对未来的发展方向进行了展望。

基于磁性传感器的低失调温度补偿接口电路设计

面向磁性传感器在物联网(IoT)技术中的广泛应用,该文基于180 nm CMOS工艺设计了一种具有低失调电压,低温度漂移特性的霍尔传感器接口电路。针对霍尔传感器灵敏度的温度漂移特性,该文设计了一种感温电路并与查表法相结合,调节可编程增益放大器(PGA)的增益有效地降低了霍尔传感器的温度系数(TC)。在此基础上,通过在信号主通路中使用相关双采样(CDS)技术,极大程度上消除了霍尔传感器的失调电压。仿真结果表明,在–40°C~125°C温度范围内,霍尔传感器的TC从966.4 ppm/°C减小到了58.1 ppm/°C。信号主通路的流片结果表明,霍尔传感器的失调电压从25 mV左右减小到了4 mV左右,霍尔传感器的非线性误差为0.50%。芯片的总面积为0.69 mm^(2)。

医疗物联网通信接口的规范化管理研究

分析医院医疗物联网建设的现状及问题,针对各物联网应用厂商接入不同终端时均采用独立的私有协议,导致医院医疗物联网基础网无法整体复用的弊端,本研究重点从感知层和网络层的通信接口规范入手,探索研究不同物联网终端接入物联网网关的协议规范,同时探索研究物联网网关的配置规范及网关管理控制器的功能规范,最终建设一套多种终端接入医院医疗物联网网关的通信规范体系,最后阐述了该院建设及应用情况,实现全院多种应用、多种物联网终端统一规范接入,可为其他医院建设物联网提供参考和依据。

基于级联型扩张状态观测器的直流微电网低压负载接口变换器自抗扰稳压研究

直流微电网负载侧供压稳定是实现新能源电力高水平消纳的重要前提。为维持低压负载侧电压稳定,利用级联型扩张状态观测器提高扰动的估计重构精度与速度,将二阶自抗扰控制技术引入低压侧稳压控制。首先,在考虑扰动存在的低压接口变换器动态模型基础上实现对于稳压控制策略的系统设计。之后,在时域上分析级联型扩张状态观测器对于扰动重估精度的提升效果,利用线性等效框架在复频域上分析系统对于总扰动的抑制性能,以及系统模型不确定下对于动态性能的影响。此外,将Lyapunov理论运用于分析所提稳压控制策略的稳定性,表明该系统在工程上稳定。最后仿真实验验证了所提出稳压策略的正确性与有效性,且对于扰动具有较好的抑制性。

脑机接口技术嵌入的风险表达及法律规制逻辑

脑机接口技术是一项变革性的、颠覆传统的新型人机交互技术。作为一个亟待关注的多重应用场景,脑机接口技术体现在“脑控”式应用和“控脑”式运作两个方面。某种意义而言,以健康为代价的脑机接口技术对个体用户的躯体造成了一定的伤害,个人信息与隐私泄露模糊了“数字人”权利彰显的边界,脑机接口技术的“恶用”也带来了技术谋私与犯罪的可能性。要厘定脑机接口技术风险法律规制的逻辑起点,建立严格的数据隐私和保护制度,完善数据隐私的保护机制。在确保使用者知情同意的基础上,落实个体信息的隐私与数据安全。总体来看,脑机接口的法律规制不但要彰显技术向善与有效性的统合,而且要围绕安全性和可靠性进行监管。通过规范脑机接口技术的应用场景和范围,对技术使用者的人身安全以及伦理风险进行法律规制。

脑机接口技术对缺血性脑卒中患者平衡功能及血清IL-6、TNF-α水平的影响

目的观察脑机接口控制脚踏训练系统对缺血性脑卒中患者平衡功能及血清白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平的影响。方法选择2022年9月—2023年9月住院治疗的40例缺血性脑卒中患者作为观察对象。根据随机数字表法将患者均分为卒中对照组和卒中实验组。同时招募20例性别、年龄相当的健康受试者作为健康对照组,采集相关足底压力数据。卒中对照组患者接受包括上下肢主被动运动训练系统在内的常规康复训练,卒中实验组将卒中对照组中的上下肢主被动运动训练系统替换为脑机接口控制脚踏训练系统进行康复治疗,其他不变。治疗4周前后使用足底压力评估系统分别采集两组卒中患者睁闭眼状态下的双侧足底压力对称指数(SI)及身体压力中心(COP)摆动面积;采用Fugl-Meyer下肢运动功能评分(FMA-LE)、Berg平衡量表(BBS)对两组卒中患者进行评估;同时比较两组治疗前后血清IL-6、TNF-α水平。结果①两组卒中患者治疗后睁闭眼状态下的SI值及COP摆动面积均较入院前改善,且卒中实验组结果优于卒中对照组(P<0.05),但与健康对照组仍存在差距(P<0.05)。②两组卒中患者治疗后BBS、FMA-LE评分均较治疗前升高,且卒中实验组分数大于卒中对照组,差异有统计学意义(均P<0.05)。③两组卒中患者治疗后血清IL-6、TNF-α水平均较前下降,卒中实验组血清IL-6、TNF-α水平下降程度大于卒中对照组,差异有统计学意义(P<0.001,P<0.05)。结论脑机接口控制脚踏训练系统对于缺血性脑卒中偏瘫患者平衡功能的恢复具有促进作用,其机制可能与血清IL-6、TNF-α水平降低有关。

数模—动模混合仿真系统的接口建模与稳定性分析

为满足现代电力系统实时仿真的发展需求,数模-动模混合仿真系统结合实时数字仿真和物理动态模拟仿真的优点,成为现代电力系统研究的重要仿真方法。接口系统是混合仿真系统设计中的核心与难点。为了深入分析混合仿真系统的稳定性,对接口系统各个组成环节进行建模得到系统开环传递函数,分别根据劳斯判据和奈奎斯特判据研究开环传递函数中不同参数对系统稳定性的影响。理论推导表明接口系统中滤波器截止频率、接口延时和阻抗模拟比对系统的稳定性影响较大,并通过所搭建的混合仿真系统进行实验,实验结果表明不同参数对系统的稳定性影响与理论推导一致。

一种基于UVM的USB接口验证平台设计

随着集成电路的发展,电子设备变得越来越复杂,对于通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口的验证来说,传统的验证方法已经无法满足需求。使用通用验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)验证平台可以提高验证效率,减少人工操作和误差,保证USB设备的品质和可靠性。本文介绍了一种基于UVM的USB接口验证平台设计,该平台可以对USB接口进行模块化和可重用性设计,支持自动化测试流程,测试数据的收集和分析等功能。通过应用UVM验证平台,针对USB接口传输方式对其单次传输过程进行封装并继承使用,加速USB设备的开发和测试进程,提高产品质量和生产效率。实验结果表明,与传统的验证方法相比,使用UVM验证平台可以显著提高验证效率和精度。此外,该平台还具有高可靠性和高可维护性,可广泛应用于各种USB设备的开发与生产过程中。

脑机接口负责任创新研究进展

脑机接口技术的研究与创新包含法律问题、社会问题和伦理问题。虽然脑机接口技术是一种新兴的生物医学工程技术手段,但如何能够确保脑机接口始终走在负责任的创新研究道路上,已经成为社会和学术界重点讨论的话题。鉴于此,本文对脑机接口负责任创新研究现状以及在创新过程中存在的伦理问题进行讨论,并以此为基础,从多个角度分析如何有效控制脑机接口技术创新走在负责任的轨道上,希望能够真正利用该项技术手段为人类谋福祉。

从新媒体、科幻创意到通用人工智能:脑机接口的艺术革命

作为一种前沿技术,脑机接口不仅为科学家探索人类意识和思维的奥秘提供了重要的工具和途径,而且为艺术家提供了全新的创作手段和表达方式。在新媒体艺术领域,脑机接口给开拓者带来了新思路、新机遇,脑控绘艺、脑波音乐、脑控游戏等由此诞生。在科幻艺术领域,脑机接口赋予主创人员电光石火的灵感。相关作品想象如何通过这种技术在生理层面增强大脑能力、修改记忆或治疗疾病,在信息层面破译思想活动、深入赛博世界、实现灵明转移,在意向层面发挥自家大脑的主动性、利用他人大脑的受动性、增强多个大脑的交融性。脑机接口与通用人工智能的结合则为探索艺术创作提供了全新的视角和无限可能性。人们有可能通过纯思维与AI系统交互、超越传统肢体限制开展艺术活动,在梦境、冥想等特殊意识状态下配合AI抒情写照,共同经历丰富而深刻的艺术体验,形成前所未有的集体创作模式。

脑机接口、生命形式与同一性

脑机接口技术能够修复与增强肢体功能,却带来了技术中断的问题,即导致了个体同一性的中断。但是对脑机接口的同一性进行反思需要克服现代思维的束缚,这一思维建立在生命连续性的基础上。而从神话思维角度看,生命中断是本真的生命现象。从这一观念看,脑机接口导致的中断担忧可以被舒缓。脑机接口导致的技术中断依然存在,确实对生命整体性构成损害;但是其通过功能训练实现了身体功能的延续,这值得肯定。

嵌入式服务器软件接口通信容量调节算法仿真

考虑到实际系统中不同用户对通信有着不同的容量需求,为了在有限的频谱资源中获得更大的容量效果,提出一种嵌入式服务器软件接口通信容量调节算法。通过用户的信道增益信息,获取最小蜂窝用户数量。根据吞吐量增量降序排列结果,将排名靠前的蜂窝用户通信容量分配给用户对。将嵌入式服务器软件接口通信容量调节问题,转换为随机网络优化问题,对数据包码长和发送功率联合优化,引入离线算法的思想,提出通信容量调节算法,完成嵌入式服务器软件接口通信容量调节。实验结果表明,所提算法可以有效提升吞吐总量,同时能够有效降低平均等待调节延时,平均等待调节时延保持在30ms以内。

论马斯克的“神经联结”脑机接口

马斯克的神经联结公司试图在瘫痪患者脑中植入脑机接口,让患者利用自己的脑信号控制外部设备,以恢复部分行动能力;他们的研发在技术上确有进步,但原理上并无创新。马斯克还宣称其“联结”技术可望把人工智能与人脑融合起来,将人变为“超人”,难以令人信服。

HGU用户侧接口流量信息传输方法仿真

由于连接不同用户的侧接口过多,导致接口流量信息分配不均衡,造成信息传输时长较长、丢包率高等问题。为解决上述问题,提出HGU用户侧接口流量信息传输方法。通过对家庭网关单元(Home Gateway Unit,HGU)用户侧接口构建无向图和冲突图,确定流量信息传输距离以及各传输链路之间是否互相干扰;以链路流量模型为基础构建业务模型,得到传输链路负载率;在粒子群优化算法中,利用适应度函数更新粒子的位置坐标,实现合理分配网络流量,实现最大效率的传输。实验结果表明,所提方法网络时延始终保持在0.10s以下,整体丢包率控制在30%-45%之间,且具有较高的吞吐量。

脑机接口技术背景下精神完整权的逻辑证成和制度构想

面对脑机接口技术对人的隐私、精神完整性和心理连续性造成的威胁,身体权虽能够提供一定保障,但是尚不足以表彰其特殊性,尤其是对于非侵入式的。隐私权虽然能够保障公民免予心智思想被探知,但是不能兼及改变。思想自由、认知自由和精神自决保障公民寻求主动干预以塑造一个人大脑状态的积极面向有些激进。脑机接口技术对于心智思想的干预,不但直接、严重,甚至可能永远,因此要确立一种精神完整权。不论何种用途、侵入程度、接口类型,该技术研究应用都必须经过告知同意,不得强制以物理力或以隐瞒的方式为之。与为了保障公民心理健康权,强调国家的实现义务不同,精神完整权关涉隐私、身份、自主,聚焦于一种对抗国家不得干预的权能。

基于CCA融合FFT的SSVEP脑机接口分类算法

为解决多目标刺激范式的稳态视觉诱发电位脑电信号识别准确率低和信息传输率低的问题,提出了一种快速傅里叶变换同典型相关分析相结合的方法,通过快速傅里叶变换将信号训练成对应频率的训练模板,并作为参考信号与实时采集的信号进行典型相关分析来计算频率的识别准确率。6名受试者参与并完成了180组实验,在时间窗口长度为1.5 s的条件下,基于快速傅里叶变换-典型相关分析的稳态视觉诱发电位信号识别算法的平均识别准确率为93.98%,比典型相关分析算法提升了14.75%,信息传输率为62.30 bit·min^(-1),比典型相关分析算法提升了55.63%。实验结果表明,快速傅里叶变换-典型相关分析算法性能更优。

虚拟I/O模块在DCS以太网通信接口模块上的实现

为减少硬件模块的重复开发,在保留原DCS软硬件系统架构不变的基础上,在以太网通信接口模块硬件上虚拟不同的I/O模块。虚拟I/O模块与硬点I/O模块具有一致的输入、输出及参数属性,且组态方式和产物格式一致。同一以太网通信模块上可在不同的虚拟I/O槽位上配置不同的虚拟I/O模块,如Modbus TCP虚拟I/O模块和GOOSE虚拟I/O模块,进而在同一硬件实现不同的通信功能。虚拟I/O模块的使用一方面减少了DCS系统硬件模块的种类,简化备品备件,另一方面也提高了通信扩展的灵活性和便利性。

国家医保接口环境下门诊先诊疗后结算系统的改造及应用

目的 实现门诊患者在国家医保接口环境下的先诊疗后结算系统的改造和应用。方法 基于对医院现有业务流程和接口功能的分析,结合市域级信用体系,对医院信息系统(Hospital Information System,HIS)前台的挂号和结算环节分别调用市域级信用体系的注册和销号接口,实现一次挂号一次结算。配合HIS后台存储的患者状态进行院内流程优化,从而实现先诊疗后结算。结果 实现了在国家医保接口环境下医院门诊患者先诊疗后结算业务流程的重塑,采用先诊疗后结算模式的患者就诊时平均排队次数减少0.52次,平均等候时长缩短6.84 min。结论 通过对HIS的改造,简化了门诊患者就诊流程,并通过引入市域级信用体系保证了市域范围内费用的有效控制,对降低门诊患者在院滞留时间有积极意义,对于国家医保环境下医院门诊优化流程有借鉴意义。

基于脑电图的脑机接口技术在脑卒中患者上肢运动功能康复中的应用

背景:目前的康复方案对脑卒中后遗症的干预已取得不错的疗效,但治疗周期较长且人工成本较高。脑机接口技术通过特殊设备提取大脑神经活动信号,并将此信号转换处理为计算机可以识别的指令,可用于脑卒中后遗症的治疗。目的:分析和总结近些年脑机接口技术在脑卒中患者上肢运动功能康复中的应用,探讨脑机接口技术在脑卒中患者上肢功能康复中的临床应用价值。方法:以“脑卒中、脑电图、脑机接口、上肢、虚拟现实技术、功能性电刺激、外骨骼”为中文检索词,在中国知网进行相关文献检索;以“stroke、brain-computer interface、computer assistance、upper limb、virtual reality technology、functional electrical stimulation、exoskeleton”为英文检索词,在PubMed数据库进行相关文献检索,检索时间范围为2000-2022年。结果与结论:脑机接口对脑卒中患者上肢运动功能恢复具有良好的应用前景,并且被证明可以产生常规治疗无法实现的效果,非常值得进一步研究和推广,但是其机制尚未被完全阐释清楚。同时从脑机接口系统采集患者脑电信号的角度来看,准确地解码上肢运动的所有自由度以提供灵活和自然的控制能力仍然是一个挑战。未来的研究应该集中在阐明脑机接口技术促进脑卒中上肢运动恢复的特定神经机制,并确定脑机接口与外接设备相结合等康复方案,以促进脑卒中患者上肢运动功能恢复。