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.     

Microstructure and properties of an Al-Ti-Cu-Si brazing alloy for SiC-metal joining

An Al-Ti-Cu-Si solid-liquid dual-phase alloy that exhibits good wettability and appropriate interfacial reaction with SiC at 500-600℃ was designed for SiC-metal joining. The microstructure, phases, differential thermal curves, and high-temperature wetting behavior of the alloy were analyzed using scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis, differential scanning calorimetry, and the sessile drop method. The experimental results show that the 76.5Al-8.5Ti-5Cu-10Si alloy is mainly composed of Al-Al₂Cu and Al-Si hypoeutectic low-melting-point microstructures (493-586℃) and the high-melting-point intermetallic compound AlTiSi (840℃). The contact angle, determined by high-temperature wetting experiments, is approximately 54°. Furthermore, the wetting interface is smooth and contains no obvious defects. Metallurgical bonding at the interface is attributable to the reaction between Al and Si in the alloy and ceramic, respectively. The formation of the brittle Al₄C₃ phase at the interface is suppressed by the addition of 10wt% Si to the alloy.     

基于多个伪随机序列调制的视觉脑机接口研究

传统的基于编码调制的视觉脑机接口(BCI)使用一种编码及其移位来调制不同的视觉目标,限制了目标数的增加,因而限制了系统的信息传输率。基于两种不同类型的三个伪随机序列调制实现了一个48个刺激目标的BCI系统。采用两个不同的Golay码和一个近完美序列对目标进行调制,使得每个码的自相关特性和每个码之间的互相关特性都很好,大大提高了刺激目标数。通过模板匹配法对训练数据进行分类识别获得了很高的识别准确率,并和一类支持向量机方法进行了比较。选取了8个受试者进行了实验膜板匹配法的平均识别准确率达到93.49%,证明了这是一种提高刺激目标数的好方法。     

摩擦因素对结合面法向接触状态的影响

基于综合考虑微凸体完全弹性、弹塑性和完全塑性的三维接触分形理论,并引入微接触点域扩展因子,进而考虑摩擦的影响,建立了修正的结合面法向接触模型。该模型的仿真研究结果表明,摩擦的影响使得临界弹塑性接触面积增大,从而使变形机制中弹塑性变形和塑性变形的比例增大;在相同的真实接触面积下,考虑摩擦因素影响所对应的接触载荷比不考虑摩擦因素影响所对应的接触载荷较小,且随真实接触面积的增大两种情况下所对应的接触载荷之间的差距将逐渐变大。同时还分析了不同参数条件对法向接触状态的影响。     

Atomic modeling for the initial stage of chromium passivation

The well-known anti-corrosive property of stainless steels is largely attributed to the addition of Cr,which can assist in forming an inert film on the corroding surface.To maximize the corrosion-resistant ability of Cr,a thorough study dealing with the passivation behaviors of this metal,including the structure and composition of the passive film as well as related reaction mechanisms,is required.Here,continuous electrochemical adsorptions of OH-groups of water molecules onto Cr terraces in acid solutions are investigated using DFT methods.Different models with various surface conditions are applied.Passivation is found to begin in the active region,and a fully coated surface mainly with oxide is likely to be the starting point of the passive region.The calculated limiting potentials are in reasonable agreement with passivation potentials observed via experiment.     

无线终端网络配置的图形用户界面设计与实现

根据目前宽带无线移动终端的发展所提出的新要求,针对用户较为关心的图形界面系统,提出并设计了一套基于ARMLinux嵌入式系统的网络配置的图形用户界面,旨在配置具有自主知识产权的IEEE802．11g无线网卡芯片。运行测试表明,该界面具有占用资源少、性能稳定可靠、便于移植等特点。     

脑机接口中基于小波包最优基的特征抽取

在脑机接口研究中,针对脑电特征抽取,提出一种基于小波包最优基分解的方法．依据距离准则,从小波包库中选择一个对分类最优的小波包基;在该小波包基包含的所有分解系数中,抽取部分具有最大可分性的系数作为有效特征;不同通道脑电信号有效特征的结合,构成分类的特征矢量．通过对该特征矢量可分性和识别精度两个性能指标的评估,并与现有分类结果进行比较,表明了所提出方法的有效性．     

基于脑电alpha波的便携式脑-机接口系统研究

对基于脑电alpha波的服务机器人控制方法进行了研究,并在前期采用计算机的脑-机接口系统研究基础上,设计了一种面向服务机器人的便携式脑接口系统.该系统选用脑电alpha波作为控制信号,用数字信号处理器替代已有系统中的计算机,实现了脑接口系统的集成化和便携化.最后,通过实验验证了系统的有效性和易操作性,为进一步研究开发能实时控制服务机器人完成更为复杂任务的脑.机接口系统提供了技术基础.     

铝/铜爆炸复合板结合界面的微观观察

采用扫描电镜、能谱分析仪和显微硬度等手段对铝 (L2 ) 铜 (T2 )爆炸焊接复合板结合界面的组织、结构、性能进行了研究。结果表明 ,在本试验条件下Al Cu复合板的结合界面呈波状结构 ;结合区发生了剧烈的塑性变形 ,产生形变流线和加工硬化 ;结合界面两侧存在原子扩散及漩涡 ,漩涡内汇集有金属熔体、气孔、疏松和金属碎块等 ;在结合界面上发现很薄的白亮层。据此 ,探讨了结合界面组织形貌与爆炸焊接工艺及质量的关系 ,从而为爆炸复合板的实际生产提供技术支持