使用微针阵列电极进行非侵入性的电生理信号采集和唤起感官反的感官反
Xi Tang1,2, Yuanzhe Dong1,2, Qingge Li1,2
1CAS Key Laboratory of Human-Machine Intelligence-Synergy Systems, Shenzhen Institute of Advanced Technology & Shenzhen Engineering Laboratory of Neural Rehabilitation Technology, Shenzhen, China.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|August 21, 2023
概括
微针阵列电极 (MAE) 通过实现双向信息流提供了改进的人机交互 (HMI). 这些新型电极为记录和刺激提供更低的阻抗和更高的信号质量,增强HMI系统.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 闭环人机交互 (HMI) 需要通过神经接口 (NI) 进行双向信息传输.
- 在HMI中,电极特性对于有效的信息传输至关重要.
- 现有的电极在提供稳定和高质量的神经接口方面面临着挑战.
研究的目的:
- 制造和评估用于增强HMI的微针阵列电极 (MAE).
- 评估MAE在电生理信号记录和电刺激方面的性能.
- 展示MAE作为先进HMI系统的关键组件的潜力.
主要方法:
- 在柔性基板上使用磁化诱导的自组装制造微针阵列电极 (MAE).
- 微针设计以穿透角层并到达表皮,用于直接的神经接口.
- 与平面阵列电极 (FAE) 相比,评估电极-皮肤接口阻抗,EMG的信号噪声比 (SNR) 和运动意图分类精度.
主要成果:
- 与FAE相比,MAE的电极-皮肤接口阻抗明显较低,并且更稳定.
- 与FAE相比,MAE实现了30%以上的EMG SNR和10%以上的运动意图分类精度.
- 通过基于MAE的电刺激实现了成功的感官反,经过EEG分析验证.
结论:
- 作为有效的神经接口,MAE在HMI中显示了记录和刺激的巨大潜力.
- 开发的MAE提供了改进的性能指标,包括更低的阻抗和更高的信号保真度.
- 这项技术为推进闭环人机交互系统的发展提供了一个有前途的途径.
关键词:
在EMGEMGEMGEMGEMGEMGEMGEMGEM电力生理学 电力生理学人与机器的互动是人与机器的互动.微针阵列电极是微针阵列的电极.神经界面的神经界面感官反是一种感官反.通过皮肤进行电动神经刺激.
