通过脑-计算机接口为轮椅导航提供潜在的现场共享控制方法
Yuchen Xia1, Yuxuan Wei1, Songwei Li1
1State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, People's Republic of China.
Journal of neural engineering
|December 15, 2025
概括
这项研究引入了用于脑控制轮椅 (BCW) 的新型共享控制系统,该系统可显著改善狭窄空间的导航. 新系统提高了轮椅控制性能和残疾人的成功率.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 康复工程 康复工程
背景情况:
- 基于脑电图 (EEG) 的脑电脑接口 (BCI) 为残疾人提供了控制外部设备的潜力.
- 脑电图信号质量的局限性可能会阻碍BCI的性能,特别是在轮椅导航等复杂任务中.
- 现有的脑控制轮椅 (BCW) 在狭窄或狭窄的环境中难以灵活移动.
研究的目的:
- 开发和评估BCW的共享控制器,将EEG解码与环境信息集成在一起.
- 增强BCW的灵活运动能力,特别是在具有挑战性的狭窄空间.
- 为了比较拟议的共享控制系统与BCI-only控制和传统键盘控制的性能.
主要方法:
- 使用潜在场方法设计了一个共享控制器,将EEG解码结果 (机动图像范式) 与环境数据融合在一起.
- 对12名受试者进行了虚拟轮椅导航实验,对5名受试者进行了现实世界的实验.
- 控制性能在三个模式下进行了评估:键盘控制,BCI-only控制和拟议的共享控制.
主要成果:
- 与BCI-only控制相比,共享控制器在一般和狭窄环境中显著提高了导航性能.
- 在虚拟复杂环境中的成功率从8.33%增加到83.33%,在现实世界双向导航中的成功率从23.33%增加到66.67%.
- 在现实测试中,共享控制实现了与键盘控制 (p>0.05) 相比的成功率,并将平均导航时间减少了近100秒.
结论:
- 拟议的共享控制方法提高了BCW在困难,狭窄的环境中的机动性.
- 这种方法为改善移动障碍者独立性和生活质量提供了一个有希望的解决方案.
- 共享控制是BCW技术的重大进步,解决了当前BCI系统的局限性.
