脑机接口 (BCI) 项目旨在证明,经过训练后,患有严重运动障碍的人(即四肢瘫痪者)能够通过解码脑电活动来控制复杂的功能替代设备,例如四肢外骨骼。BCI 原理源于这样一个事实:移动或想象一个动作会在运动皮层产生类似的电活动。记录和解码称为 ElectroCorticoGrams (EcoG) 的电信号以控制复杂的效应器,例如移动外骨骼的肢体。
大脑计算机界面(BCI)是一种技术,它通过用户的大脑信号在用户和环境中的某些设备之间建立通信通道。UMA-BCI拼写工具允许轻松对BCI进行配置,从而可以在不需要大量技术知识的情况下对其进行操作。但是,调整BCI系统,以便它可以与设备通信是一项艰巨的任务。一种越来越多地用于使环境中的设备通信的更简单的技术是基于语音命令。因此,本工作的目的是构建一个系统,以促进使用语音限制的BCI和环境中的设备之间的通信。十二名健康参与者和三名肌萎缩性侧索硬化症(ALS)患者被要求控制BCI家庭自动化系统。要控制的设备是电视,空调,智能灯泡,智能插头以及WhatsApp和Spotify应用程序。绩效指标,并根据系统可用性量表,NASA-TLX和临时问卷收集了主观措施。这项研究的结果将提出的系统验证为合适的选择,以促进BCI和商业设备之间以前根据语音命令进行操作的商业设备之间的通信。2022作者。由Elsevier B.V.这是CC BY-NC-ND许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)下的开放访问文章。
Axon-R™ 可通过视觉刺激和神经反馈精确测量和调节大脑活动。这款可穿戴设备提供多达 16 个研究级生理数据通道和集成的稳态视觉诱发电位分类器。配备 Axon-R 的研究人员可以超越标准实验室的范围,参与沉浸式和交互式研究,
参考文献 [1] Abiri, R.、Borhani, S.、Sellers, EW、Jiang, Y.、Zhao, X. 基于 eeg 的脑机接口范式综合综述。神经工程杂志 16(1),011001 (2019) [2] Burwell, S.、Sample, M.、Racine, E. 脑机接口的伦理方面:范围界定综述。BMC 医学伦理学 18(1),1–11 (2017) [3] Sample, M.、Sattler, S.、Blain-Moraes, S.、Rodríguez-Arias, D.、Racine, E. 公众是否与专家一样担心脑机接口?一项关于神经技术伦理的三国调查。 Science, Technology, & Human Values 45(6), 1242–1270 (2020) [4] Schmid, J., Friedrich, O., Kessner, S., Jox, R.: 技术解锁的思想——德国关于脑机接口的调查。纳米伦理学 15(3), 303–313 (2021) [5] Yuste, R., Goering, S., Bi, G., Carmena, JM, Carter, A., Fins, JJ, Friesen, P., Gallant, J., Huggins, JE, Illes, J., et al. 神经技术和人工智能的四个伦理优先事项。自然 551(7679), 159–163 (2017)
脑机接口 (BCI) 研究主要针对脑干中风、晚期肌萎缩侧索硬化症或肌营养不良症后无法交流的严重瘫痪患者。另一组患者是失去手臂功能的脊髓损伤者。在这方面,几个研究小组正致力于寻找解决方案,提供基于 EEG 的替代控制系统。然而,另一组患者包括无反应的患者。主要是在脑外伤后,这些人无法向体外发送任何交流信号,而且他们是否有意识也是未知的。Boly(Boly 等人 2007 年)、Owen(Owen 等人 2006 年)和 Monti(Monti 等人 2010 年)进行的 fMRI 实验表明,可以与这些意识微弱的人取得联系。在这种模式下,患者被要求想象打网球而不是空间导航。这项工作的目的是将这个范式移植到基于 EEG 的范式中,总体目标是在基于 EEG 的家庭环境中使用这种基于 fMRI 的通信。
脑机接口 (BCI) 是一种在大脑和外部设备或机器之间建立直接通信通路的技术。BCI 系统允许个人仅使用大脑活动来控制或与技术交互,而无需任何肌肉运动。BCI 是一个快速发展的领域,在医学、游戏、娱乐和军事等各个领域都有潜在应用。BCI 系统使用各种技术,例如脑电图 (EEG)、脑磁图 (MEG)、功能性磁共振成像 (fMRI) 以及可植入电极等侵入性技术来记录脑信号。然后,这些信号被转换成动作,例如移动屏幕上的光标、控制假肢或使用虚拟键盘输入文本。BCI 技术有可能改变我们与技术互动的方式,并改善残疾人的生活质量。
摘要 - 人类机器接口(HMI)和大脑计算机接口(BCI)最近已成为许多机器控制或计算机应用程序的有效解决方案,以便发送直接控件的命令或提供在任务执行过程中纠正某些机器人操作的反馈[1],[2],[2],[3]。但是,设计一个高效有效的BCI系统存在许多挑战,该系统需要减少涉及人类大脑的精神努力,因此它可以成为日常任务的实用工具,而无需要求额外的大脑努力。在相关作品中,由放置在人头皮上的外部电极获得的脑电图(EEG)信号被用作实施算法的输入,以纠正机器人任务性能期间可能的故障和错误[4],[5]。尽管有很多工作重点是使用BCI,目的是基于EEG信号检测到实时反馈,但将其用作算法输入以纠正机器人任务期间可能的故障和错误的想法,就像在本文导航期间提议的障碍避免案例一样,仍然是一个挑战性的目标[6]。此外,大多数现有的BCI协议用于使人类参与机器人控制循环,要求用户观察到完整的视觉和大脑浓度,以便在不同的认知情况下具有良好的信号[1]。这项研究的目的是设计基于BCI的协议,该协议与轮椅机器人控制系统一起在室内方案中进行安全导航,以避免板载传感器设备未检测到的障碍。此外,特定协议的设计的目的是唤起和收集将与ROS集成(机器人操作系统)的BCI系统进行培训和测试的脑电图数据。在ROS环境中,BCI将衬有一个已经开发的包装[7] - [9],从而产生虚拟障碍并支持人类在循环方法集成中。设计的协议是通过使用仿真平台(即凉亭)实现的,包括环境和特定的移动机器人,即智能轮椅。智能轮椅可以在室内场景中自动导航,避免使用智能轮椅的可用传感器,避免了可能的障碍物,而无需任何人类干预。但是,如果传感器在障碍物检测中可能失败,由于阻塞或意外的障碍位置,人类参与机器人路径计划控制可以改善人类安全。在BCI系统的培训阶段,要求用户观察机器人试图避免
近年来取得了很大进展。学术临床试验表明,使用 BCI 技术恢复运动、感觉和交流的能力取得了显著进展。研究人员优先考虑以用户为中心的设计,专注于提供高性能、可靠且易于使用的设备。多家公司正在大力投资开发新型硬件和创新算法。我们还开始看到行业赞助的临床试验,这些试验正在收集将 BCI 技术推向市场所需的安全性和性能数据。第 10 届国际 BCI 会议的主题是“平衡创新与转化”,突出了该领域的不同努力。会议计划提供了了解、讨论和辩论与以下事项相关的优先事项的机会:(1) 尽快将 BCI 技术及其潜在好处转化为用户,以及 (2) 追求开发未来 BCI 所必需的科学和工程创新。