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风筝
发表于: 2020-2-28 15:08:49 | 显示全部楼层

脑机接口(Brain Computer Interface)系统是将神经元转换为可处理以执行不同类型输出的信号的概念。也称为神经元控制接口(NCI)或脑机接口(BMI)。通常,在这个概念中,它获取脑信号,对其进行分析,然后将其转换为相应的输出。脑机接口的主要目的是帮助残疾人恢复其有用的功能。


脑机接口(BCI)系统的组件

BCI的目的是检测和量化指示用户意图的脑部信号特征,并将这些特征实时转换为可实现用户意图的设备命令。

Components-of-Brain-Computer-Interface-BCI-System.jpg


为此,BCI系统由4个顺序组件组成。

1.  信号采集

2.  特征提取

3.  功能翻译

4.  设备输出


1.  信号采集

信号采集是使用不同的特定传感器测量来自大脑的模拟信号的过程。然后对接收到的信号进行放大和滤波,以消除信号中的噪声。最后,使用模数转换器将信号数字化并传输到处理单元。


2.  特征提取

特征提取是从接收信号中提取唯一特征的过程。这些功能应与用户的意图紧密相关。因为许多相关的大脑活动是短暂的或振荡的。


3.  功能翻译

提取和分类特征后,将通过特征转换算法。特征提取算法的主要任务是将接收到的信号转换为对输出设备的适当命令。


4.  设备输出

特征转换单元的输出提供给特定的输出设备。特征转换算法的命令操作外部设备,提供诸如字母选择、光标控制、机械臂操作等功能。设备操作向用户提供反馈,从而关闭控制回路。


脑计算机接口(BCI)系统的类型

1.  侵入性BCI

侵入性BCI要求进行手术,将电极植入头皮下以传递大脑信号。主要优点是提供更准确的阅读;但是,它的缺点包括手术带来的副作用。手术后,可能会形成疤痕组织,从而使脑部信号减弱。此外,据一些研究人员称,一旦植入电极,人体可能不接受电极,这可能会导致医疗并发症。


2.  半侵入性BCI

半侵入性或部分侵入性BCI设备被植入颅骨内部,但位于大脑外部而不是灰质内部。它们比非侵入性BCI产生更好的分辨率信号,在这种情况下,颅骨的骨组织会偏转和变形信号,并且比全侵入性BCI具有更低的在大脑中形成疤痕组织的风险。


3.  非侵入性BCI

非侵入性脑机接口涵盖了允许脑对计算机刺激而无需穿透头骨的所有技术。实际上,大多数非侵入性脑机接口或BCI仅仅依赖于策略性地放置在头皮某些区域上的电极,以记录脑部活动。在非侵入性BCI过程中使用的主要技术包括脑电图(EEG)、功能磁共振成像(fMRI)、磁脑图(MEG)、近红外光谱(NIRS)和功能性经颅多普勒超声检查。


BCI应用

BCI-Applications.jpg

脑机接口的应用分布在多个领域,而不仅限于医学领域。应用包括但不限于神经人体工程学、医疗、智能环境、教育和自我调节、游戏和娱乐、神经营销和广告。仅在医疗保健领域,脑机接口就可以用于预防、检测和诊断疾病以及使其康复。


脑机接口还扩展了物联网和BMI技术之间的出色合作,从而创建了智能环境,例如智能房屋、交通或工作场所。


市场营销领域也对BMI技术表现出极大的兴趣。 脑机接口可帮助评估在电视或任何其他营销渠道上观看广告后所产生的注意力。 另一方面,研究人员也对使用脑机接口估计广告的记忆性感兴趣。 同样,在教育领域,脑机接口利用脑电信号来确定所研究信息的清晰度。 安全和身份验证领域的认知生物识别技术是BMI技术的一种应用,旨在克服该领域遇到的漏洞。


BCI提供了大脑和外部设备之间的通道设施。 这项技术的可能性是无限的。 因此,您必须以与您的业务相关的方式考虑其应用。

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