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范式编码技术-.主动式范式(Motor Imagery, MI)

来源:中国信息通信研究院      编辑:创泽      时间:2022/12/22      主题:其他   [加盟]

运动想象(Motor Imagery, MI)范式朝向更精细发展。运动想象 是一种非常重要的主动式脑机接口范式,用于识别大脑对四肢和舌头 的运动意图。其无需外界条件刺激和明显的动作输出就能诱发大脑感 觉运动皮层的特定响应。现已广泛应用于基于脑机接口的假肢、机械 臂和轮椅等设备控制、字符拼写及临床中风康复治疗等场景

基于运动想象范式的脑机接口已经发展多年,经过数十年的研究, 大肢体部位的 MI 控制已经基本发展成熟,而对更细微运动做出想象并有效识别(例如不同手指的伸缩、握拳、不同手势的运动想象等) 是运动想象范式编码的发展方向。

运动相关皮层电位范式朝向多肢体运动意图解码和连续运动解 码发展。运动相关皮层电位(Movement-related cortical potential, MRCP) 是一种可以从低频头皮脑电中捕捉到的与运动规划、执行相关的神经 活动信号。MRCP 主要由三部分组成,即与运动准备相关的准备电位 (Readiness potential, RP)、与运动发生、起始相关的运动电位(Motor potential, MP)以及与运动执行、运动性能相关的运动监测电位 (Movement-monitoring potential,MMP)。相较于 SSVEP 和 P300 等 被动式脑机接口范式,MRCP 和运动想象是不依赖于外部刺激的、由 人体真实运动意图诱发的主动式脑机接口范式。而相较于运动想象, MRCP 不依赖于重复的运动想象。

因此,MRCP 具有自然、真实、可 以反映人的实际运动意图等优点。典型的 MRCP 范式包括点到点的 上肢运动(如 center-out)、连续运动追踪式的上肢运动(如 PTT)、指 定动作类型的上肢或下肢运动(如手腕内旋/外旋)等。由于 MRCP 具 有可反映运动意图的特性,其对发展与运动康复、运动功能诊断、日 常生活辅助等相关的运动脑机接口具有重要价值。目前,MRCP 主要 发展趋势包括从单肢体到多肢体的运动意图解码、从离散分类问题到 连续回归问题的连续运动参数解析、与神经假肢、外骨骼、机械臂等 外设结合的人体运动增强和康复治疗等。





范式编码技术-被动式范式

稳态视觉诱发电位(Steady-state visual evoked potentials,SSVEP)刺激范式朝向更高效,更舒适和更自然发展,应用在高速率脑机接口打字交互系统

植入式主流解码技术-卡尔曼滤波器

类脑解码器成为新一代解码方法,得到类脑的解码器可用于脑机接口控制,脑机接口系统在使用过程中,闭环控制的练习可以导致神经元为适应用户的运动系统而发生变化

非植入式主流解码技术:分解算法

黎曼几何算法通常可以用于对称正定(SPD)矩阵的空间上应用 运算,进而提供一个统一的框架来处理不同的脑机接口范式,黎曼框架由于具有扩展性

脑机接口关键技术:采集技术、刺激技术、范式编码技术等

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中国信通院《脑机接口总体愿景与关键技术研究报告》

从性能指标与可用性指标两个方面有效衡量脑机接口系统是否满足五大需求;脑机接口的实现也离不开核心关键技术的支撑,脑状态检测神经调控和对外交互技术等

情感计算白皮书2022:描绘了情感计算的学科全景

对指导学科建设和重大科研基金立项具有导向作用;有助于引导广大科技工作者面向经济主战场和重大实际需求开展科研攻关,促进相关从业人员对技术全景加深理解和认知

中国电子技术标准化研究院:脑机接口标准化白皮书(2021版)

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中国人工智能产业发展联盟发布《脑机接口技术在医疗健康领域应用白皮书》

脑机接口是脑科学和类脑智能研究的重要方向,脑机接口技术进入了快速发展阶段,在信号获取和处理,解码算法和系统实现等关键技术领域取得了很多突破性进展

混合脑机接口控制机械臂

一种机器人末端执行器位置控制的新方法,即合理地控制手臂各位置的连杆。用户可以自由的选择要控制的连杆

脑机融合技术或许会成为未来人工智能的一个热门方向

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