来宝网 2014/1/10点击1480次
欧盟心灵控制外骨骼前沿技术的最新进展 |
欧盟每年有数千名因为脊髓损伤而瘫痪的新生残疾病患,其中许多是青年人,面对余生将要在轮椅上或床上度过受到限制的生活,其绝望心情可想而知。欧盟第七研发框计划(FP7)提供275万欧元资助,由比利时空间应用服务局科技人员进行总协调,欧盟多个成员国各交叉学科专业人员参与的欧洲Mindwalker研发团队,正在进行的心灵控制外骨骼(Mind-Controlled Exoskeleton)前沿技术研究,有望让脊髓损伤残疾患者重新行走,让脊髓损伤变得不再那么可怕。研发团队研究的目标是完全饶过骨髓,通过建立脑信号与“机器人“外骨骼之间的紧密联系,通过信号的感应及反馈,最终使病患行走自如。研发团队研制开发用以控制脑信号的先进矫形器(Orthosis),及生产的样机已证实相关综合技术和工艺的潜力。研发团队采用来自大脑的脑电图(EEG)信号和来自肩部肌肉的肌电图(EMG)信号,形成控制外骨骼的电子指令,建立起一个先进的BNCI系统。基于BNCI系统主要开展了三种方式的研究: 1)控制外骨骼被称作为“稳态视觉诱发电位”(Steady-State Visually Evoked Potential)使用的技术,一种阅读视觉刺激产生的不同频率引起相关脑电图波动闪烁信号的方法,检测和确定脑电图的波动信号,用于脑指令的确认,如站立、行走、快或慢等。 2)第二种方式是基于加工产自肩膀肌肉的肌电图信号和开发人体自然行走臂-腿之间的相互协调,手臂摆动姿势将用于控制腿部外骨骼行走的控制指令。 3)每三种“意念”(Ideation)方式,同样基于脑电图信号的处理。采集并验证自然行走大脑皮层的脑电图信号,该项研究需要进行大量反复的试验,即耗时又费力。初步的数据采集结果已用于研发团队的BNCI系统。 研发团队上述方式的研究仍在进行之中,但所采集的大量数据通过使用、比对、过滤、反馈和再循环,不断充实、优化和完善BNCI系统。研发团队利用采集信号建立的“动态周期神经网络”(DRNN,Dynamic Recurrent Neural Network),可以有效地处理、学习和开发来自BNCI系统信号的动态变化,并形成反馈指令。 |