摘要：作为近年来新兴的机器人技术,柔性外骨骼结合了柔性驱动和可穿戴机构,有效解决了传统刚性外骨骼机器人重量大、顺应性差、效率低、穿戴舒适性差的问题,因此尤其适用于运动障碍患者的辅助行走及运动康复,已成为主动康复领域发展的重要方向之一。本综述聚焦下肢柔性外骨骼助行机器人近十年的创新与应用进展,收集整理了60篇目标文献,其中,线驱动50篇,气动驱动7篇,其他驱动3篇,从柔性驱动结构设计、控制方法、康复应用3个方面对相关研究进行剖析讨论。目前,柔性外骨骼主要以线驱动和位置控制研究为主,发展方向为设备轻量化,驱动柔顺化,并结合电生理信号研究和人机交互理论以期降低人体代谢。相关临床试验表明柔性外骨骼有利于患者步态的对称性增强,步速增加,更接近于正常步态。未来,柔性外骨骼机器人有望为步态障碍患者带来更好的主动康复效果和穿戴体验。

摘要：下肢想象动作的脑电特征提取是基于脑-机接口技术实现下肢运动神经重建的关键点和难点。通过以下肢运动神经重建的首个关键动作-站起为切入点,设计了相应的以复合动作诱发电位为基础的站起想象动作脑电采集新方案,而后采用扩展最大熵独立分量分析(extended informax ICA)结合连续小波功率谱分析的新方法提取大脑在站起想象动作时产生的事件相关同步/去同步(ERD/ERS)信息。经实验数据分析证明上述方法行之有效,可以为脑-机接口技术在下肢运动重建中的应用提供有效的手段。

摘要：近年来,基于事件相关电位(ERP)的脑控字符输入系统的研究越来越多,视觉与听觉的多模态刺激范式作为一种新型的复合刺激越来越受到关注.然而,研究视听双模态刺激的脑控字符输入系统性能因素的文章却很少报道.本研究旨在初步探究视听觉刺激的语义匹配性以及刺激间隔(SOA)对视听双模态脑控字符输入系统的影响.为此,本研究设计了语义匹配、语义失配两种刺激范式,每种范式又设置两种不同的刺激间隔(200,ms或400,ms).10名健康被试参与了本实验,通过对比事件相关电位特征、可分性及分类正确率发现视听觉匹配性、刺激间隔以及两者交互作用对非目标刺激大脑反应、目标刺激大脑反应及其可分性都有显著性影响,且视听觉的匹配性对视听联合脑控字符输入系统分类正确率影响显著,但是不同刺激间隔脑机接口分类正确率之间并无显著性差异.本研究的结果能够为基于双模态刺激脑控字符输入系统的范式选择和优化提供一定的指导意见.

摘要：针对步行器助行过程中存在的安全问题,研制了一套步态稳定性监测系统。阐明了该系统的工作原理以及系统设计方案;通过相应的校准实验和对步行器使用者所进行的临床测试,证明了该系统具有精确、实时、使用方便的优点,并有望在康复临床中得到进一步的应用。

摘要：本研究介绍了利用步行器倾翻指数 (WRI)曲线图来评估截瘫功能性电刺激 (FES)行走稳定性的新方法。其主要构件是一套基于标准步行器的测试系统 ,该系统可以实时获得三维上肢支撑力数据 ,进而转化成行走过程中的纵向和侧向WRI曲线图来显示量化的行走稳定性水平。有关实验校准和临床测试结果均表明新方法在稳定性评估方面有很好的临床应用前景 ,并有望在截瘫FES设计及康复训练中发挥作用。

摘要：限制神经肌肉电刺激(NMES)广泛应用的一个主要因素就是由其诱发的肌疲劳。设计NMES诱发下肢运动条件下的肌疲劳检测系统。分别进行膝关节角度的检测和表面肌电信号(sEMG)的频谱分析。研究表明,平均频率(MNF)、中值频率(MDF)及AR时变参数模型参量是评价NMES诱发肌疲劳的可靠指标,并且AR模型具有显著的高分辨灵敏度,最大变化率为90.23%,大于平均频率的43.82%和中值频率的55.49%,为NMES使用过程中诱发肌疲劳的准确评价和反馈寻找到一种可行的方法。

摘要：脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是在大脑和计算机之间建立起的一种新型人机交互方式,可应用于军事、医疗、娱乐等方面。因脑电图(Electroencephalogram,EEG)具有较快的时域响应,被广泛应用于脑机接口领域,但由于受到容积导体效应的影响,传导介质会削弱信号特征,在头皮与大脑信号源之间形成空间低通滤波器,导致脑电图空间分辨率较低,难以对大脑活动进行空间定位。而头皮电位经表面拉普拉斯(Surface Laplacian,SL)映射后可增强被测点附近的高空间频率分量,故能提供更多的大脑局部化信息,因此基于同心圆环拉普拉斯电极采集到的脑电信号具有较高的空间分辨率,可改善传统EEG信号空间定位能力差的问题。为厘清现阶段同心圆环拉普拉斯电极在脑电采集领域的应用现状以及发展趋势,本文归纳拉普拉斯电极的设计原理,梳理拉普拉斯电极的技术改进和在脑电采集方面的应用,最后讨论目前存在的问题并对其发展趋势进行展望。

摘要：为实现某大跨悬索桥的空间参数识别,利用三维激光扫描技术对该桥梁进行点云数据获取。利用点云模型的可测量性,提取到了桥梁关键构件的空间参数信息。结果表明,所测得的桥梁构件尺寸参数具有可靠性,但部分参数受到桥梁振动的影响出现了相对较大的误差。同时,通过基于点云得到的主梁、主缆线形以及设计线形的对比,可判断该大跨悬索桥处于安全的工作状态。相对于传统检测技术,三维激光扫描技术可以实现精确高效的大跨悬索桥空间参数识别。未来需解决的关键问题是如何考虑大跨悬索桥的振动对测量结果的影响。

摘要：注意将我们的心理资源集中到感兴趣事件的处理上,是一种重要的行为和认知过程。识别注意力状态对提高工作绩效、减少失误的发生具有重要意义。然而,至今还没有能够直接并客观检测注意力状态的方法。基于视觉注意对稳态视觉诱发电位(SSVEP)具有调节效应这一事实,本文设计了10 Hz稳态视觉刺激背景下的go/no-go实验范式,以探究不同视觉注意状态调制SSVEP特征的可分性。实验记录了15名在校研究生志愿者高、低视觉注意力状态下的脑电信号,高、低视觉注意力状态由行为学反应情况判定。研究分析了高、低视觉注意力状态下SSVEP信号的差异,并采用相关分类算法对这种差异进行了识别。结果表明,判别典型模式匹配(DCPM)算法相比线性判别分析(LDA)算法和典型相关分析(CCA)算法分类识别效果更佳,正确率可达76%。研究结果证明,不同视觉注意状态调制的SSVEP特征具有可分性,这为视觉注意力状态的监测提供了新方法。

摘要：近年兴起可实现人脑直接对外信息交流和控制、让"思想"立即变"行动"的脑-机接口(BCI)新技术已在脑科学、神经计算、人工智能与机器人等多领域显示诱人前景。实验范式设计是研究与开发BCI系统的首要关键步骤。针对常见的各类视觉诱发电位(VEP)实验范式,从首个传统反应式VEP-BCI实验范式入手介绍了其诱发平台、实验流程和整体性能研究现状与存在问题及发展瓶颈;比较分析了近些年研究开发的多种改进型VEP-BCI实验范式,并展望了可能的实验范式发展新动向,希冀为研究开发高性能BCI提供新思路。