4.明东-脑-机交互：开启人机共融之路

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1、2016中国卫生信息技术交流大会.中国南京脑-机交互：开启人机共融之路FromBrain-MachineInteractionToHuman-MachineIntegration明东天津HansBerger脑工程国际联合研究院天津大学生物医学工程与科学仪器系目录1历史简介2发展现状3挑战及潜在解决方法历史简介脑-机接口的概念1.‘Brain-ComputerInterfaces(脑-机接口)’最先是由J.JVidal在1973年提出。2.‘BCIsgivetheiruserscommunicationandcontrolchannelsthatdon

2、otdependonthebrain’snormaloutputchannelsofperipheralnervesandmuscles.’“Brain-computerinterfacetechnology:areviewofthefirstinternationalmeeting.”20003.ABCIisasystemthatmeasuresCNSactivityandconvertsitintoartificialoutputthatreplaces,restores,enhances,supplements,orimprovesnatura

3、lCNSoutput.“Brain–ComputerInterfaces:PrinciplesandPractice”,2012历史简介BCI的应用1.脑-机接口能够代替原有的中枢神经系统的输出。2.脑-机接口能够重建丧失的中枢神经系统的输出。3.脑-机接口能够增强正常的中枢神经系统输出。4.脑-机接口能够补充正常的中枢神经系统输出。5.脑-机接口能够改善正常的中枢神经系统输出。6.脑-机接口能够被当作工具来研究中枢神经系统的功能。历史简介BCI领域的增长每年在PubMed上刊登的有关BCI的文章数量500450400350300250数量20015

4、0100500年份历史简介BCI的框架Vidal,JJ(1973)."Towarddirectbrain-computercommunication".Annualreviewofbiophysicsandbioengineering2(1):157–80.历史简介BCI的框架Mason,StevenG.,andGaryE.Birch."Ageneralframeworkforbrain-computerinterfacedesign."NeuralSystemsandRehabilitationEngineering,IEEETransaction

5、son11.1(2003):70-85.历史简介BCI的框架Brunner,Clemens,etal."BNCIHorizon2020:towardsaroadmapfortheBCIcommunity."Brain-ComputerInterfacesahead-of-print(2015):1-10.历史简介协同式BCIBCI范式发展混合式BCI反应式BCI主动式BCI被动式BCI基于SSVEP的BCI&基于运动想象BCI非眼动依赖型BCI基于视觉诱发电位BCI基于P300电位BCI基于皮层慢电位BCI1976197919821985198819

6、9119941997200020032006200920122015传统范式新概念范式混合式BCI反应式BCI主动式BCI被动式BCI非眼动依赖型BCI协同式BCI历史简介BCI算法发展CanonicalcorrelationanalysisEnsembleofclassifiersCommonspatialpatterns19761979198219851988199119941997200020032006200920122015用户训练型BCI系统时代机器学习型BCI系统的时代CommonaveragereferencingLDAxDAWNSV

7、MSWLDABLDACNNICA&PCASTDASingularvaluedecompositionCollaborativeFilteringRecursivefeature/channelelimination历史简介BCI硬件发展研究现状主动式BCI基于想象运动型BCI原理命令输出解码主动式BCI：输出的控制信号反映大脑的随意性活动，不依赖于外部事件•想象运动可以看作是对运动行为的内心演练，而没有明显的运动输出。•想象运动导致特定导联特定频带的EEG信号的幅值减弱或增强(事件相关去同步或事件相关同步）。研究现状主动式BCI---基于运动想象的

8、脑-机接口J.NeuralEng.10(2013)046003.Quadcoptercontrolinthr