基于多模态脑机接口的织物品质摩擦触感及量化表征

基本信息
批准号:51875566
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:唐玮
学科分类:
依托单位:中国矿业大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:朱华,陈国芳,胡春艾,唐超权,钱展,纪云,丁丛,刘瑞,鲁湘涌
关键词:
表/界面特性滑动接触接触模型摩擦诱导摩擦副材料
结项摘要

People usually evaluate the quality of fabrics subjectively by touching. The evaluation results are not precise and stable. The mechanism and quantitative characterization of friction tactile perception of fabrics are a scientific issue. Therefore, based on multi-mode brain computer interface a systematic research is carried out. Firstly, the neural mass model of friction tactile perception is developed. The cooperative model of neural function network and the modulation mechanism of neural oscillation during friction tactile perception are studied. Secondly, the processing algorithm of ERP and fNIRS data induced by friction is studied. The feature extracting and classifying method of the ERP and fNIRS data are explored. Thirdly, the measurement of brain cognitive behavior, friction test, and sensory evaluation of friction tactile perception of fabrics are carried out. The processing and discrimination methods of brain to the tactile perception and the response of the skin to the tactile stimulation of the fabric are studied. Finally, the brain cognitive mechanism of friction tactile perception of fabric is revealed. The key physical stimuli and dynamic characterization features of fabric tactile perception are found. A quantitative characterization model of fabric tactile perception is established. The research is expected to provide important technical and theoretical support to the quantitative evaluation of the quality of fabric, the development of haptic prostheses and the tactile reproduction technology.

人们通常通过触摸来主观定性评价织物的品质,评价结果严谨性和稳定性较差,织物品质摩擦触感的认知和量化表征是亟待解决的科学问题。对此,本项目基于多模态脑机接口技术系统深入地开展相关研究。首先,构建摩擦触觉质感的神经元群落模型,研究触觉质感形成过程中不同神经功能网络的协同工作方式和神经振荡调制机制;其次,研究摩擦诱发大脑触感信号的处理算法,探寻信号动态特征参数的提取和分类方法;再次,开展织物摩擦触觉质感的大脑认知、摩擦学和感官评价试验,研究大脑对触感信息的处理和辨别方式、皮肤对织物触觉刺激的响应规律;最后,揭示织物摩擦触觉质感形成的大脑认知机制,提出形成织物触觉质感的关键物理刺激量和动态表征参数,建立织物品质摩擦触感量化表征模型。研究可望为纺织品等触肤品品质的量化评价、触觉假肢的研发和触觉再现技术的发展提供重要技术支持和理论支撑。

项目摘要

人们通常通过触摸来主观定性评价织物的品质,评价结果严谨性和稳定性较差,织物品质摩擦触感的认知和量化表征是亟待解决的科学问题。对此,本项目基于多模态脑机接口技术、摩擦学、认知行为学方法深入系统地开展了相关研究。主要研究成果包括:(1)构建了摩擦触觉质感的单通道和双通道三动态触感神经元群模型,有效模拟了真实触感脑电信号,揭示了触感刺激强度和神经元兴奋性对触觉感知的影响;(2)提出了触摸摩擦振动信号、触感脑电信号和核磁共振脑成像信号的去噪、特征提取和分类方法,利用时域、频域和非线性方法提取了材料摩擦触觉质感的特征参数;(3)开展了织物摩擦触觉质感的摩擦学、大脑认知和感官评价试验,从皮肤的“感”、大脑的“知”和主观的“评”系统全面的揭示了织物摩擦触觉质感形成机制,提出形成织物触觉质感的关键物理刺激量和表征参数,建立了织物品质摩擦触感量化表征模型;(4)揭示了材料表面形貌和力学特性对触感的影响规律和相应的触觉感知机理,建立了材料表面物理特征与触感特征参数的关系;(5)研制了触感仿生手指,实现了接触表面压力信号和触摸振动信号的测量。研究成果可为纺织品的量化评价和舒适性设计、触肤产品的抓握可靠性设计、触觉假肢的研发和触觉再现技术提供重要技术支持和理论支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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