基于认知机理与无创脑机接口技术的移动式康复系统

The project's research findings fully integrated visual and auditory brain-machine interfaces, and other aspects of cognitive information processing, such as the development of visual and auditory perception of letters dealing with non-invasive brain signals to control a combination of mobile platforms as the overall goal of rehabilitation and direction of traction achieve advanced brain-computer interface technology and motor function rehabilitation system combination. By studying the practical convenience, strong anti-interference brain signal acquisition technology, based on analysis of the whole brain network connection mode and multi-modal integration of brain signals the brain signals efficient decoding algorithms, as well as higher efficiency and reliability of human-computer interaction with the brain machine Interface paradigm can be used to design and develop mobile rehabilitation system with supplementary motor sports rehabilitation of persons with disabilities, and the response time of the whole system, stability, plasticity auxiliary motor behavior, and resistance to environmental interference and other properties of the world in general leading level. Research for this project to help people with disabilities exercise rehabilitation, and supplementary motor has a very important value.

该项目的研究充分集成了脑机接口以及视听觉认知信息处理等方面的研究成果、将研制视听觉等感知信处理与无创脑电信号控制相结合的移动式康复平台作为总体目标和方向牵引，实现先进脑机接口技术与运动功能康复系统的有机结合。通过研究实用方便、抗干扰性强的脑信号采集技术，多模态脑信号融合的高效脑信号解码算法， 脑控康复机械臂的操作方法， 具有较高人机交互效率和可靠性的脑机接口范式以及基于脑机接口技术的残疾人运动功能康复方法，设计并研发可用于残疾人辅助运动的移动平台和用于康复训练的机械臂系统。使整机系统的响应时间、稳定性、辅助运动行为的可塑性、以及抗环境干扰能力等性能在总体上达到世界领先水平。该项目的研究对于帮助残疾人进行运动康复以及辅助运动具有十分重要的应用价值。

项目组根据项目计划书的研究计划安排，目前已经顺利完成的所规定的各项研究内容：1）提出多种脑电信号分析方法，通过视听觉范式设计、快速识别算法和多分类设计实现脑电信号的快速准确读取，提出多模态脑电信号融合的混合BCI方法提高脑机接口系统性能，并通过大量科学验证来优化上述脑信号处理、人机系统理论和实验方法；2）利用所实现的先进BCI技术构建了包含智能轮椅等在内的高效移动式辅助运动系统，实现了辅助运动系统的载荷、速度和轨迹等在一定范围内连续平稳可调可控；整机系统具有前进、后退、左转、右转及刹车等功能，总体性能达到国际领先水平；3）建立脑控康复机械臂系统并实现目标抓取等任务；4）提出了基于脑机接口的残疾人运动功能康复训练方法并进行了相关实验。.根据相应的关键技术研究，将康复理论成果及辅助运动平台在临床上验证，在西安交通大学附属医院、上海华山医院、广州军区总医院以及四川八一康复医院、广东省工伤康复医院进行临床试用。..课题组所取得研究成果在国内外高水平刊物上得到了发表并引起广泛关注。在项目经费支持下，课题组已发表SCI期刊论文57篇，申请受理专利12项。上述研究成果都达到了项目计划书中所规定的各项性能指标要求。