腦機接口技術(Brain-Computer Interface,BCI)是一種允許人類直接通過大腦活動與外部設備進行交互的技術。近年BCI技術的快速發展已經取得了顯著進展,尤其在基于腦電信號的控制上取得了很大的突破。在過去的研究中,許多BCI系統主要集中于單一的腦電信號識別,例如SSVEP、P300、運動意象等。這些方法可以實現一些基本的控制命令,如選擇菜單項或簡單的指令輸入,但是其可控性和靈活性有限,難以實現復雜任務的控制。同時,隨著智能機器人技術的發展,人們對于BCI系統在機器人控制中的應用也越來越感興趣。人們希望通過腦電信號與機器人進行更自然、更復雜的交互,例如控制機器人執行多種動作或任務,以提供更豐富的服務體驗。在這樣的背景下,WIMI微美全息提出了基于多模態腦電的視覺伺服模塊混合BCI系統設計的想法。該系統結合了SSVEP和電機圖像信號,并引入了視覺伺服模塊,以提高機器人執行抓取任務的性能。通過將不同類型的腦電信號相結合,用戶可以更自由、更直觀地控制機器人執行多樣化的動作,從而提供更滿意的服務體驗。
微美全息基于多模態腦電的視覺伺服模塊混合BCI系統的方法主要涉及信號采集、信號處理、控制命令生成和視覺伺服模塊的設計。
1,信號采集:系統首先需要采集用戶的腦電信號和視覺反饋信號。為了實現多模態控制,該系統同時采集SSVEP和電機圖像信號。
SSVEP信號采集:通過將腦電電極放置在用戶頭皮上,系統可以采集到用戶的SSVEP信號。SSVEP是一種閃爍視覺誘發電位,當用戶的視覺注意力集中在特定頻率的閃爍刺激上時,大腦產生特定頻率的電信號。為了實現多模態控制,系統在視覺界面上提供三種不同頻率的閃爍刺激,每種刺激對應于機器人的一個控制命令,比如向前、向左轉和向右轉。
電機圖像信號采集:除了SSVEP信號,系統還需要采集用戶的電機圖像信號。這是通過腦電電極在特定區域上獲取用戶的電機圖像信號實現的。當用戶想象進行抓取運動時,相關的電機圖像信號會被捕獲并用于控制機器人執行抓取動作。
2,信號處理:在信號采集之后,獲得的原始腦電信號需要進行處理和分析,以提取有用的信息,并進行特征提取和分類,從而識別用戶的意圖。
SSVEP信號處理:對于SSVEP信號,系統首先需要對原始信號進行濾波和預處理,以消除噪聲和干擾。然后,通過提取頻譜特征,識別用戶當前的視覺注意力集中在哪個頻率上,從而判斷用戶的意圖是向前、向左轉還是向右轉。
電機圖像信號處理:對于電機圖像信號,系統需要將原始信號進行預處理,消除噪聲和干擾。然后,通過特征提取和分類技術,識別用戶的想象動作,例如抓取運動。
在微美全息(NASDAQ:WIMI)多模態腦電的視覺伺服模塊混合BCI系統中,控制命令的生成是整個系統的核心部分??刂泼畹纳缮婕皩ψR別到的腦電信號進行解析,并將其映射到相應的機器人動作上。
3,控制命令生成:在識別用戶的意圖后,系統根據所得到的結果生成相應的控制命令,從而控制機器人的動作。
SSVEP控制命令生成:對于SSVEP信號,系統采用頻譜分析方法對信號進行處理。頻譜分析可以提取出用戶當前的視覺注意力集中在哪個頻率上。在視覺界面上提供的不同閃爍刺激對應于機器人的不同動作,例如向前、向左轉和向右轉。通過識別用戶的視覺注意力所在的頻率,系統能夠確定用戶的意圖,并相應地生成對應的控制命令。
電機圖像控制命令生成:對于電機圖像信號,系統利用特征提取和分類技術對用戶想象的動作進行識別。用戶在想象進行抓取運動時,特定的電機圖像信號會被捕獲。系統通過訓練機器學習算法來識別這些特征,并根據識別結果生成相應的控制命令,指示機器人執行抓取動作。
4,視覺伺服模塊設計:視覺伺服模塊的設計是為了提高機器人執行抓取任務的性能和精度。這個模塊可以實時調整機器人的抓取姿態和力度,使得抓取動作更加精準和可靠。視覺伺服模塊通過攝像頭捕獲機器人執行抓取任務時的實時視覺反饋,并將其與用戶的電機圖像信號相結合,進行動態調整。
視覺反饋采集:攝像頭捕獲機器人執行抓取任務時的實時視覺反饋。這些反饋可能包括機器人末端執行器(例如機械爪)的位置、姿態、目標物體的位置和形狀等。
特征提?。簭囊曈X反饋中提取有用的特征。這些特征可能包括目標物體的邊緣、顏色、形狀等信息,以及機器人末端執行器的位置和姿態信息。
控制命令調整:將視覺反饋中提取的特征與用戶的電機圖像信號相結合,進行動態調整。例如,如果用戶想象抓取更遠處的物體,系統可以相應地調整機器人的抓取姿態和力度,使得機器人能夠更好地完成抓取任務。
反饋控制:視覺伺服模塊實時監測機器人執行抓取任務的進展,并根據實際執行情況進行反饋控制。如果抓取過程中出現誤差或不穩定,系統可以及時調整,使得機器人能夠更準確地完成抓取動作。
通過視覺伺服模塊的設計,WIMI微美全息多模態腦電的混合BCI系統可以更加靈活地適應不同的抓取場景和用戶意圖,提供更高質量的服務體驗。該模塊的引入增強了機器人執行抓取任務的自主性和適應性,使得系統能夠實現更復雜、更自然的多模態控制。
傳統的腦機接口系統通常只能提供有限的控制命令,限制了用戶與機器人之間的交互方式。而WIMI微美全息多模態腦電的視覺伺服模塊混合BCI系統,結合了不同類型的腦電信號,能夠實現更豐富多樣的控制命令,用戶可以通過想象不同動作或集中注意力到不同頻率的刺激上,實現更復雜的機器人控制,從而提供更靈活和自然的交互體驗。
微美全息多模態腦電的視覺伺服模塊混合BCI系統,通過結合多種腦電信號,系統能夠更準確地識別用戶的意圖。例如,SSVEP信號和電機圖像信號的結合可以實現更高的控制準確性,同時通過視覺伺服模塊的引入,可以實時調整機器人的執行動作,提高控制命令的可靠性和精度,從而使機器人更好地響應用戶的指令。該系統不僅僅局限于機器人控制,還可以應用于其他領域,如虛擬現實、康復治療、輔助設備控制等。這種技術的拓展為腦機接口技術的應用范圍提供了新的可能性,推動了人機交互領域的發展。
WIMI微美全息多模態腦電的視覺伺服模塊混合BCI系涉及多種技術的結合和應用,例如腦電信號處理、特征提取、機器學習算法和視覺伺服技術等。通過解決這些技術之間的協調與融合,促進了BCI技術的進一步發展,為更高級別的腦機接口應用奠定了基礎。WIMI微美全息多模態腦電的視覺伺服模塊混合BCI系提供更豐富多樣的控制命令,提高控制精度和可靠性,拓展腦機接口應用領域,改善用戶體驗和生活質量,同時推動了BCI技術的發展和創新,這種技術的應用將有望在未來的智能機器人和人機交互領域發揮重要作用。