[發(fā)明專利]一種基于腦電神經(jīng)反饋用于訓(xùn)練士兵大腦專注力功能的系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810683158.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN109011096A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文樂;伏云發(fā);熊馨;李昭陽;陳睿;周洲洲;李玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61M21/00
• 分類號(hào): A61M21/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于腦電神經(jīng)反饋用于訓(xùn)練士兵大腦專注力功能的系統(tǒng)，包括：PC1：用于對(duì)接收的腦電信號(hào)采集設(shè)備采集到的試驗(yàn)者注視PC3上反饋刺激信息產(chǎn)生的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到分類精度數(shù)據(jù)；并將分類精度數(shù)據(jù)傳輸給PC2；PC2：用于對(duì)接收的PC1處理得到的分類精度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和語音輸出；PC3：用于與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，給試驗(yàn)者提供反饋刺激信息數(shù)據(jù)庫。士兵在神經(jīng)反饋訓(xùn)練過程中對(duì)應(yīng)某一反饋刺激信息的腦電數(shù)據(jù)經(jīng)過PC1的處理，將得到體現(xiàn)反饋刺激信息引起士兵專注力水平的分類精度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)專注力的訓(xùn)練；分類精度數(shù)據(jù)以百分比的方式輸入到PC2的Excel中，并用語音輸出及時(shí)的反饋給士兵，以便士兵對(duì)PC3中當(dāng)前的反饋刺激信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以節(jié)省訓(xùn)練時(shí)間，提高訓(xùn)練效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于腦電神經(jīng)反饋用于訓(xùn)練士兵大腦專注力功能的系統(tǒng)，屬于信息技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

基于腦電的BCI技術(shù)在當(dāng)今的信息時(shí)代不僅具有重要研究意義，而且具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)際價(jià)值。BCI技術(shù)可以直接利用人體腦電信號(hào)，通過外部的軟硬件信息處理設(shè)備快速構(gòu)建控制模型，形成控制指令，進(jìn)而對(duì)外部物理設(shè)備進(jìn)行控制，以達(dá)到個(gè)體想實(shí)現(xiàn)的行為目的。

該類技術(shù)可以為患有嚴(yán)重運(yùn)動(dòng)功能障礙的殘疾人提供輔助運(yùn)動(dòng)控制，改善他們的生活質(zhì)量；也可以用于軍事領(lǐng)域，提升單兵作戰(zhàn)效能。根據(jù)腦電信息的相關(guān)研究進(jìn)展表明，目前BCI技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于認(rèn)知科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和心理生理學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域。根據(jù)最新的研究，腦電信號(hào)已用于新型人機(jī)接口—腦機(jī)交互領(lǐng)域，該項(xiàng)研究已經(jīng)成為世界前沿科技人工智能領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。

然而，目前基于腦電的BCI技術(shù)正面臨很多技術(shù)挑戰(zhàn)，其中的挑戰(zhàn)之一是在工程實(shí)現(xiàn)時(shí)人機(jī)交互效能不高，具體的說就是人腦是一個(gè)復(fù)雜而且實(shí)時(shí)進(jìn)行著很多生理化學(xué)反應(yīng)的機(jī)體，現(xiàn)有的BCI技術(shù)對(duì)腦電信號(hào)提取后需要經(jīng)過外部的物理設(shè)備分析處理，再由人工進(jìn)行有針對(duì)性的大腦信息反饋，使得整個(gè)環(huán)節(jié)的信息交互不連續(xù)，而大腦早已不是最初采集信號(hào)時(shí)候的機(jī)能狀態(tài)，使得整個(gè)技術(shù)的實(shí)際效果不是很理想。

對(duì)于研究腦電信號(hào)與人體大腦區(qū)域功能之間的關(guān)系，并通過神經(jīng)反饋的腦電范式進(jìn)行自我激勵(lì)調(diào)節(jié)，以改善和強(qiáng)化大腦的區(qū)域功能，是需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于腦電神經(jīng)反饋用于訓(xùn)練士兵大腦專注力功能的系統(tǒng)，以用于通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)士兵大腦專注力的訓(xùn)練。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于腦電神經(jīng)反饋用于訓(xùn)練士兵大腦專注力功能的系統(tǒng)，包括：

PC1：用于對(duì)接收的腦電信號(hào)采集設(shè)備采集到的試驗(yàn)者注視PC3上反饋刺激信息產(chǎn)生的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到分類精度數(shù)據(jù)；并將分類精度數(shù)據(jù)傳輸給PC2；

PC2：用于對(duì)接收的PC1處理得到的分類精度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和語音輸出；

PC3：用于與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，給試驗(yàn)者提供反饋刺激信息數(shù)據(jù)庫。

所述PC1進(jìn)行腦電數(shù)據(jù)處理的步驟為：PC1將接收的腦電數(shù)據(jù)采用空間濾波處理，得到共同平均參考空間濾波后的腦電信號(hào)；然后用橢圓函數(shù)濾波器對(duì)空間濾波后的腦電信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，以去除不需要的波段信號(hào)，得到所需8～30Hz波段的腦電信號(hào)；再采用獨(dú)立成分分析法將經(jīng)過帶通濾波得到的8～30Hz腦電信號(hào)進(jìn)行處理，以便去除腦電信號(hào)中的眼電干擾成分，進(jìn)而得到預(yù)處理后的腦電信號(hào)；接著采用共空域模式對(duì)預(yù)處理后后的腦電信號(hào)進(jìn)行特征提取，得到需要的特征參數(shù)；最后使用支持向量機(jī)對(duì)特征提取后得到的特征參數(shù)進(jìn)行模式分類，得到分類精度數(shù)據(jù)。

所述PC2存儲(chǔ)分類精度數(shù)據(jù)及該分類精度數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的某一反饋刺激信息的時(shí)間段。

所述PC3中的反饋刺激信息根據(jù)PC2存儲(chǔ)的結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整：對(duì)于PC2中存儲(chǔ)的分類精度數(shù)據(jù)大于等于預(yù)定的平均精度數(shù)據(jù)，則保留其對(duì)應(yīng)的反饋刺激信息。

本發(fā)明的有益效果是：