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脑-机接口是一种能够识别人脑意念的人机融合控制技术,它可以提取特定认知任务下的脑电信号,并转化为可控制外部设备的计算机命令。这种新颖而又独特的信息传递技术,为很多具有运动障碍的病人的身体康复和日常生活带来了福音。本文的研究目标是开展和丰富基于听觉信息的脑-机接口系统的范式设计和控制方法研究的工作。经过研究,本文取得了以下三项主要成果: (1)本文提出了一种基于空间注意的同方向多种刺激的听觉脑-机接口范式,并对比了由同方向多种声音刺激模式与同方向单一声音刺激模式所诱发的听觉脑电信号和所设计的范式性能的差异性。这两种范式的对照分析结果表明,本文所提出的这种多类的听觉范式不仅可以获得同样可识别的脑电信号,而且得到的系统输出命令增加了一倍之多。 (2)本文研究了有节奏和无节奏的声音刺激序列对听觉脑-机接口范式性能的影响。对这两种规律性声音刺激序列所诱发的范式性能效果的探索,可为听觉脑-机接口范式中的刺激序列设计提供一个可靠的依据。实验结果表明,由随机的声音序列即无节奏的声音刺激所诱发的脑电信号更为明显,且该范式的分类准确率和比特率更高。 (3)本文构建了一个实时的智能机器人控制系统,本系统将机器人的视觉自动搜索、目标智能识别功能与听觉脑-机接口系统有效结合。利用听觉脑-机接口系统向机器人发送简单人名指令,机器人根据接受到的命令启动视觉功能搜索并识别目标,实现目标跟踪。这个听觉脑-机接口的智能机器人控制系统将脑-机接口技术与智能化方法相结合,为解决脑-机接口中存在的控制命令单一、效率低和负担重等问题提供了一个可行性方案。