。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可,根据 (未经同行评审认证)提供,是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者,此版本于 2022 年 5 月 28 日发布。;https://doi.org/10.1101/2022.05.25.493035 doi:bioRxiv 预印本
脑电图 (EEG) 信号在临床和研究环境中得到广泛应用。使用头皮安装的 EEG 传感器测量大脑中大量神经元产生的电活动。因此,我们可以获得有关各种认知和情绪状态下大脑活动的信息。由于能够提供此类信息,EEG 信号可用于监测警觉性和心理参与度、调查慢性病以及作为生物反馈或辅助设备的信号等应用。该领域的创新推动了信号处理方法的进步,并开发了从脑机接口 (BCI) 到神经营销等新应用。EEG 信号可以在时间、频率或空间域中进行处理,从而提供多维方法来解释大脑活动。除了提供宝贵的信息外,EEG 信号还具有以高速捕获复杂神经模式的优势。作为一种可靠、便携且无创的测量大脑电活动的方法,EEG 是经济实惠且实用的研究的核心方法,也是有前途的临床医疗保健工具。本期特刊重点介绍生物医学工程应用的 EEG 信号处理,其中收录了原创研究、交流和评论论文,展示了广泛的方法和应用。15 篇论文涉及各种信息丰富的主题。这些主题包括研究 EEG 传感器开发的物理创新,以及针对癫痫、脊髓损伤和肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 患者等临床人群的研究。本期特刊探讨了许多新颖的 EEG 信号处理策略和分析技术。
摘要:本文介绍了一种基于脑电信号采集和处理的假肢。全世界有 500-600 万人因创伤事故、各种健康问题和战争而部分截肢。最近的进展表明假肢是纯机械的,而且很繁琐。为了解决这个问题,基于脑机接口 (BCI) 的控制策略被引入到机器人控制中。所采用的方法应该考虑到应用的性质,例如,脑电图 (EEG) 信号由于其方便的方法而非常适合我们的应用。特别是,对于基于 EEG 的 BCI 系统,需要一组传感器来获取来自不同大脑区域的 EEG 信号。采用快速傅里叶变换算法对 EEG 信号进行特征提取,并使用 python 将数据保存在 .txt 文件中。将 .txt 文件导入 MATLAB,并通过信号处理和分析工具进行数据分析。接下来,进行信号分类,然后将信号传送到末端执行器。我们的研究结果表明,3D 打印行业、先进打印机和材料的兴起将使学生能够开发出更像商业的假肢设备——坚固耐用的系统,可造福广大肢体缺失的人。随着研究的不断深入,EEG 技术的进一步进步必将带来改进,有望打造出更耐用、灵活性和控制力更强的系统。
赵晗就职于清华大学北京国家信息科学技术研究中心集成电路学院,北京 100084,中国,同时也就职于哈尔滨工业大学微电子科学与技术系,哈尔滨 150001。电子邮件:1172100403@stu.hit.edu.cn。刘正武就职于清华大学北京国家信息科学技术研究中心集成电路学院,北京 100084,中国。电子邮件:liuzw18@mails.tsinghua.edu.cn。唐建石、高斌、钱赫和吴华强就职于清华大学北京国家信息科学技术研究中心集成电路学院,北京 100084,中国,同时也就职于清华大学北京未来芯片创新中心,北京 100084。电子邮件:f jtang, gaob1, qianh, wuhq g @tsinghua.edu.cn。张玉峰就职于哈尔滨工业大学微电子科学与技术系,哈尔滨 150001,中国。电子邮件:yufeng zhang@hit.edu.cn。Ž 赵涵和刘正武对本文贡献相同。通讯作者。稿件收到日期:2021-02-27;修订日期:2021-06-15;接受日期:2021-06-27。
大规模结构化数据(尤其是与网络和图形等复杂领域相关的数据)的有效表示、处理、分析和可视化是现代机器学习的关键问题之一。图信号处理 (GSP) 是信号处理模型和算法的一个活跃分支,旨在处理图形支持的数据,它为应对这一挑战开辟了新的研究途径。在本文中,我们回顾了 GSP 概念和工具(例如图形过滤器和变换)对新型机器学习算法开发的一些重要贡献。具体来说,我们的讨论集中在以下三个方面:利用数据结构和关系先验、提高数据和计算效率以及增强模型的可解释性。此外,我们为 GSP 技术的未来发展提供了新的视角,这些技术可能成为应用数学和信号处理与机器学习和网络科学之间的桥梁。这些不同学科之间的相互影响可能有助于解决现代复杂数据分析的诸多挑战。
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为了准备将量子启发式交通控制系统投入实际道路使用,DLR ITS 实验室也在对其进行测试。DLR ITS 实验室提供所有交通技术和技术设备,这些技术和设备也适用于典型的道路交叉口。这些设备尤其包括交通信号控制单元。因此,可以验证和优化量子启发式控制系统与实际交通技术之间的相互作用,以便在测试现场推广。
人工智能、量子计算、生物技术的快速发展将广泛而深刻地影响政府、行业和个人。由于民族国家、企业利益集团和其他团体希望利用这些新兴技术获得竞争优势或实现邪恶目的,政府、行业和学术界努力取得决定性优势,确保国家安全和竞争力。