优化动态SSVEP范式的实际应用:低疲劳设计与协调轨迹和速度调制以及游戏验证
Yan Huang1, Lei Cao1, Yongru Chen1
1School of Information Engineering, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 14, 2025
概括
大脑计算机接口 (BCI) 中的动态视觉刺激提高了用户的舒适性. 本研究介绍了基于运动的稳定状态视觉唤起潜能 (SSVEP) 范式,可以保持准确性,同时降低认知负载,以提高BCI可用性.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 人与计算机的交互
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 稳态视觉唤起潜力 (SSVEP) 是一种可靠的BCI方法.
- 在SSVEP中,静态视觉刺激会导致用户的不适和参与度降低.
- 需要新的动态刺激来增强基于SSVEP的BCI的用户体验.
研究的目的:
- 开发和评估使用周期运动轨迹和速度控制的动态SSVEP刺激范式.
- 评估动态刺激对准确性,认知工作量和用户体验的影响.
- 探索耐疲劳和用户友好的BCI应用的潜力.
主要方法:
- 研究了不同频率 (6-12 Hz) 和波形图案 (正弦形,正方形,牙) 的动态刺激.
- 调节的刺激速度相对于基本频率 (1/5, 1/10, 1/20).
- 进行了线下实验 (n=17) 准确性和认知工作量评估,并使用BCI游戏进行了在线实验 (n=12).
主要成果:
- 低速的阴影形和牙动态刺激实现了与静态刺激 (85.84%和83.82%) 相比的精度.
- 动态刺激在离线测试中减少了22%的认知工作量.
- 在线实验证明了实际应用>82%的准确性和高可用性 (SUS分数75.96).
结论:
- 在SSVEP范式中协调的轨迹和速度调制保持信号质量.
- 动态SSVEP刺激增强了用户体验和舒适度.
- 这种方法为开发耐疲劳,用户友好的BCI系统提供了有希望的方向.
