脑机接口的工作原理是什么?
脑机接口技术、AI技术是当今令世人瞩目的科技领域。脑机接口可能带来的行业变革,使人们对它充满了期待。今天小熊AI网转载一篇文章,以让你了解关于人机接口的原理。
脑机接口技术通过采集不同脑功能区域位置和深度的脑电信号,对其进行一系列数据处理操作,最终实现对大脑活动状态或意图的解码。
在采集信号时,大脑由于受试者自身收到刺激或者受试者本身进行思考进行神经活动,产生脑电信号,通过脑电采集设备进行采集。
依据电极所放置的深度,脑机接口分为非侵入式BCI、半侵入式BCI和侵入式BCI。并且随着深度的增加,采集到的脑电信号的空间分辨率也在逐步增加。一个完整的脑电采集系统包括电极(用于采集信号)、放大器(对采集到的数据进行简单处理以便后期使用)、模数转换器和数据记录计算机。
采集后的信号通常会进行预处理、特征提取、特征分类等数据处理操作。
1)预处理的目的在于处理脑电信号中含有的干扰信号,具体步骤包括滤波、重参考、分段和极限校正、排除或插值坏通道、剔除异常段落、伪迹去除等。
2)随后,经过预处理的信号会传递至特征提取模块,以便发现代表性的特征,从而对信号的含义进行解读。
3)脑电信号的特征可分为四种类型:时域特征、频域特征、时频域特征和空间域特征。常见的特征提取方法包括功率谱密度、连续小波变换和共空间模式(CSP)等。最终,在特征分类模块,依据刚刚提取的特征解码得到信号含义,进而传递到我们输出模块,即控制外部设备进行应用。
除此之外,有时我们也会把脑机接口的输出通过某种形式反馈给用户以获得更好的性能或满足某种需求。脑机接口的工作原理如图2所示。
脑机接口工作原理
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