从脑-机接口到脑-器交互

脑-机接口(brain computer interface,BCI)建立了大脑和非生物设备之间直接的信息交互通道。在认可BCI技术独特应用价值的基础上,进一步整合了身心医学与脑-机接口,强调了“脑与身体”和“脑与环境”的相互支撑关系,提出了脑-器交互(brain-apparatus communication,BAC)框架。对脑-机接口到脑-器交互的发展历程进行了概述,并从脑-器官交互、脑-外部环境交互以及两者融合方面讨论了脑器交互对人类健康的影响。     

2018年脑机接口研发热点回眸

 脑机接口提供了人脑与外部设备之间的直接通信通道,它的独特之处是不依赖于外周神经和肌肉组织。近年来,脑机接口领域发展迅速,脑机接口研究正在不断扩展,其应用范围也在不断扩大。本文综述了2018年脑机接口领域在系统应用与关键技术方面所取得的重要研究进展,展望了脑机接口智能化、移动化的发展新趋势,并提出脑机接口伦理风险的新思考。     

基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口实验研究

为提取应用于脑-机接口系统的稳态视觉诱发电位信号(SSVEP),运用叠加平均与快速傅里叶变换(FFT)相结合的方法,由其频谱图上得到作为输入信号的稳态视觉诱发电位信号.通过实验确定了叠加平均次数与最佳视觉刺激颜色,并对混合闪光刺激下SSVEP的提取进行了研究.实验结果表明,该方法提取出的SSVEP信号能够反映使用者的控制意图,可应用于脑-机接口系统.     

脑-机接口中脑波的拾取及滤噪的研究

脑-机接口（BCI）是在人脑和计算机或其他电子设备之间建立的一种直接信息交流和控制通道,是一种不依赖于常规大脑输出通路（外周神经和肌肉组织）的全新信息交流系统．BCI作为一种全新的信息交换与控制技术,将能为瘫痪病人,特别是那些丧失了基本肢体运动功能但思维正常的患者,提供一种与外界进行信息交流与控制的新途径,正受到越来越广泛的关注．脑-机接口中脑波的拾取及滤噪是其重要的环节,本文对脑-机接口中拾取脑波及干扰克服的方法进行了研究和分析．     

脑-机接口国内专利技术发展分析

脑-机接口是一种涉及多学科多领域的新颖的人机接口方式,标准的脑-机接口系统可以准确、快速地采集、识别出人脑在各种思想活动下的脑电信号,在医疗、航空、军事、生活娱乐等多个领域具有潜在应用价值.该文根据脑-机接口利用的脑电信号的来源和方式不同,对其研究方法中主要三个分类即视觉诱发电位、P300电位和运动想象进行了介绍,并对各分类国内主要申请人所申请的专利进行了分析,帮助更多申请人提升对技术的理解和把握,指导专利申请走向.     

基于Alpha波的异步脑-机接口系统

利用Alpha波建立了一个脑-机接口系统,包括脑电数据采集、脑电信号分析、特征提取和分类,并进行了实时在线分析.该脑-机接口系统的工作模式为异步,测试者可以任意选择何时启动系统,并随意选择4个命令中的一个进行输出,是一种更加自然的人机交互方式.实验结果表明,该系统取得了很高的分类正确率,具有很好的实用性.     

模拟阅读型脑-机接口信号分类研究

脑-机接口(BCI)研究中的一个关键问题是如何正确地对EEG信号进行模式分类,以输出控制命令.本文在对“模拟自然阅读”模式下非靶刺激和靶刺激诱发的EEG进行去均值、低通滤波、下采样和归一化等处理后,结合对视觉诱发事件相关电位时域特征分析,提取出最佳特征量,分别利用BP神经网络和线性感知器算法对这些特征模式进行了分类.最...     

采用相对小波能量法的脑-机接口设计

针对基于两种不同意识任务(想象左手运动和想象右手运动)的脑-机接口,提出采用相对小波能量的特征提取方法.首先深入研究了相对小波能量的计算方法,然后利用相对小波能量对脑电信号进行特征提取,最后采用支持向量机进行分类,并采用分类准确率和互信息作为该脑-机接口的评价标准.离线分析结果表明:分类准确率最高为85.7%,最大互信息为0.41比特.与较常用的自适应自回归(AAR)模型系数作为特征的方法相比,所提方法具有更高的识别准确率和互信息.     

脑-机接口中空域滤波技术现状与进展

作为一种特殊的人-机交互模式,脑-机接口(brain-computer interface,简称BCI)技术已成为当前脑科学和智能信息处理领域的研究热点.其中,基于头皮脑电(electroencephalography,简称EEG)的BCI(EEGBCI)技术因具有良好的安全性和可操作性,吸引了研究者的广泛关注.但头皮EEG非常有限的空间分辨率和易受干扰等特性,很大程度上限制了EEG-BCI技术的实用化进程.因此,EEG信号处理和模式识别新方法研究已成为BCI领域的一个关键问题.在现有的信号处理方法中,空域滤波技术在EEG伪迹消除和任务相关神经活动获取方面表现出了较明显的优势,近年来在EEG-BCI系统实现研究中得到了广泛应用.论文以运动想象BCI(motor imagery BCI,简称MIBCI)为应用背景,对独立分量分析(independent component analysis,简称ICA)和共同空间模式(common spatial pattern,简称CSP)两种代表性空域滤波方法的原理及其性能进行介绍、分析和比较,总结出两种方法各自的优势和不足,并给出了改进思路.同时指出,ICA空域滤波方法在运动想象脑-机接口系统实现中更具应用潜力.     

时频分析在语言想像脑机接口中的应用

为了分析语言想像所诱导的脑电信号的时间和频率特性,利用事件相关谱扰动(ERSP)对信号进行时频分析.首先,经ERSP确定能量波动的频率范围;然后,根据该频率范围计算信号的事件相关(去)同步(ERD/ERS),并利用共空间模式和支持向量机分别对单次实验数据的特征值进行提取和分类.对8位被试的试验结果分析表明,被试间的频率范围具有显著的差异,其中4位被试的频率范围含有α波,3位被试含有α波和β波,1位被试的脑电信号在默读汉字时无明显变化.2个汉字默读时的脑电信号可产生相似的ERD/ERS.优化频率范围后针对这2个汉字的平均分类正确率分别提高了2.25%和1.39%.时频分析能更好地显示脑电信号的能量变化率,并能改善语言想像脑机接口的性能.     

微机原理与接口实验教学改革与探索

该文指出了传统微机原理与接口实验教学模式存在的问题,并由此入手对所做的教学改革与探索进行了论述。     

ZnO压敏陶瓷中的原子缺陷和界面电子态研究

分析指出耗尽层内施主浓度Nd、界面受主态密度Ns和界面能级深度Es是影响ZnO压敏陶瓷电性能的重要参数 .Nd与体内原子缺陷有关 ,室温下主要取决于电离的浅能级本征和非本征施主Zn·i,Zn¨i和Al·Zn,Ns和Es与界面原子缺陷密度和性质有关 .本征界面缺陷V′Zn和V″Zn对界面受主态形成起基本作用 ;偏析于晶界的大离子半径的Bi和Ba以及界面上的化学吸附氧O-和O2 -对提高Ns和Es起关键作用 ;易变价过渡元素Mn ,Co和Ni对进一步提高受主态密度起重要作用 ;Sb通过生偏锑酸钡相在稳定势垒方面起较大作用 ,对提高态密度也有一定帮助 .     

Statistical analysis on protein-protein interface in crystals： Specific and non-specific interfaces are differentially distributed

The distribution of contact areas, or fractions of contacting, of protein-protein interfaces in crystals of pure polypeptides contains two components: a major exponential distribution and a minor flatter distribution. Suppose the two components belong to specific and non-specific contacts,respectively, then the probability of a contact with a givena rea, or fraction of contacting, can be estimated. By dividing the whole database into two sub-databases, one of them is known to contain more specific contacts than the other, this hypothesis is confirmed and it is also proved that the fraction of contacting is more effective than the contact area on discriminating specific and non-specific contacts in protein crystals.     

Plant genomic DNA methylation in response to stresses:Potential applications and challenges in plant breeding

The plant genome can respond rapidly and dynamically to stress in a manner that overcomes the restrictions of a highly stable DNA sequence. Abiotic stresses such as chilling, planting density, rubbing, cutting, and successive rounds of subculture generally decrease the levels of DNA methylation. The opposite effect is seen for salt stress, and the effects of heavy-metal stress are species specific. Biotic stresses such as pathogenic infection can lead to two contrasting effects on the levels of methylation in plants: hypermethylation on the genome-wide level and hypomethylation of resistance-related genes. Both phenomena may contribute to the adaptation of plants to stress. Although heritable methylation patterns and phenotypic variations that arise in response to stress are of potential value for plant breeding, their exploitation presents great challenges.     

Towards mass applications: A review on the challenges and developments in metallic bipolar plates for PEMFC

The industrial applications of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) technology have attracted tremendous capitals and research attention in the last ten years. However, there are still many bottlenecking problems before the progress triumphs. Among them, a core challenge is the improvement of bipolar plates (BPs). As a key component of PEMFC, the BPs undertake the crucial functions of distributing reactant gases and cooling medium, collecting the electricity generated, exporting waste products, etc. Due to the unique advantages of ultra-thin, high strength, easy-to-mass-produce, etc., metallic BPs have been considered as the promising solution for the automotive and aerospace application scenarios with a strong requirement of power density. However, many challenges remain to be conquered in metallic BPs to fully meet all the requirements in those industrial applications such as corrosion, toxic ion emission and fabrication. The aim of this work is to provide an overview of the important researches in recent years dealing with the most critical problems of metallic BPs before industrial applications. The future studying directions in material and processing methods development are also given towards the wide application of metallic BP PEMFCs.     

全面建成小康社会背景下的中国高等教育发展：成就与挑战

党的十六大以来,中国小康社会建设目标分阶段实现从总体上达到小康水平到全面建成小康社会。随着经济社会的发展,高等教育从量上实现了从大众化向普及化的发展,从质上也开始从外延式发展转向内涵式发展。同时,高等教育也从人才队伍建设、创新人才培养、科学研究发展、优秀文化传承、科技成果转化等方面,为全面建成小康社会时期各项国家战略的实现发挥了强有力的推动作用。随着新时期中国社会主要矛盾的转化,对高等教育的发展也提出了新的挑战。高等教育要进一步加强内涵发展,聚焦人才培养根本,实现高等教育区域均衡发展,进一步提升高等教育创新驱动经济社会发展的能力。