基于穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位的腦機(jī)接口虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告

基于穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位的腦機(jī)接口虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景和意義隨著腦科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展，腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)成為一種新型的交互方式。腦機(jī)接口系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量腦電信號(hào)、腦磁信號(hào)或神經(jīng)肌肉信號(hào)等生物信號(hào)，將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以處理的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)或人與外界物體的交互。在腦機(jī)接口技術(shù)中，穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位（SSVEP）是一種常用的刺激方式。SSVEP來(lái)源于視覺(jué)皮層，當(dāng)被刺激的物體以特定頻率閃爍時(shí)，腦電信號(hào)也會(huì)出現(xiàn)與此頻率同步的變化。通過(guò)分析腦電信號(hào)，可以識(shí)別出被受試者選擇的刺激頻率，從而實(shí)現(xiàn)交互。虛擬仿真系統(tǒng)是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境的交互系統(tǒng)。虛擬仿真系統(tǒng)可以用來(lái)模擬各種復(fù)雜的場(chǎng)景和環(huán)境，在許多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。利用虛擬仿真系統(tǒng)結(jié)合腦機(jī)接口技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)人與虛擬環(huán)境的交互，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用提供新的可能性。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)基于SSVEP的腦機(jī)接口虛擬仿真系統(tǒng)，既可以深入研究腦機(jī)接口技術(shù)的原理與應(yīng)用，又可以探索虛擬仿真系統(tǒng)在人機(jī)交互領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，具有重要意義。二、研究?jī)?nèi)容本研究的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)基于SSVEP的腦機(jī)接口虛擬仿真系統(tǒng)，系統(tǒng)包括以下幾個(gè)部分：1.硬件部分：包括腦電放大器、刺激器等。2.軟件部分：包括腦電信號(hào)采集軟件、信號(hào)處理軟件、SSVEP識(shí)別軟件、虛擬仿真軟件等。3.虛擬環(huán)境設(shè)計(jì)：基于Unity3D引擎，設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬仿真環(huán)境，包括虛擬環(huán)境的場(chǎng)景、模型、動(dòng)畫等。4.交互控制：利用SSVEP信號(hào)識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)被試者對(duì)虛擬環(huán)境的交互控制。通過(guò)上述各部分的集成與完善，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的基于SSVEP的腦機(jī)接口虛擬仿真系統(tǒng)。三、研究方法本研究采用以下幾種研究方法：1.文獻(xiàn)綜述：對(duì)腦機(jī)接口技術(shù)、SSVEP識(shí)別技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述與分析，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)：基于腦機(jī)接口和虛擬仿真技術(shù)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)包含硬件和軟件兩個(gè)部分的系統(tǒng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。3.實(shí)驗(yàn)研究：招募志愿者進(jìn)行試驗(yàn)，采集其腦電信號(hào)，通過(guò)SSVEP識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)被試者對(duì)虛擬環(huán)境的交互控制，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論。四、預(yù)期結(jié)果本研究的預(yù)期結(jié)果有以下幾個(gè)方面：1.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于SSVEP的腦機(jī)接口虛擬仿真系統(tǒng)。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性和有效性，探索系統(tǒng)在人機(jī)交互領(lǐng)域的應(yīng)用和前景。3.提供一種新的腦機(jī)接口和虛擬仿真技術(shù)的結(jié)合方法，為腦機(jī)接口和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用拓展和發(fā)展提供新的思路。五、研究計(jì)劃本研究計(jì)劃分為以下幾個(gè)階段：1.階段一（前期準(zhǔn)備，2周）：完成文獻(xiàn)綜述和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定所需硬件和軟件設(shè)備，并進(jìn)行相關(guān)軟硬件環(huán)境搭建和調(diào)試。2.階段二（系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，4周）：利用所選設(shè)備，搭建系統(tǒng)軟硬件環(huán)境，實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)采集、SSVEP識(shí)別、虛擬仿真環(huán)境設(shè)計(jì)等功能，完成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。3.階段三（實(shí)驗(yàn)測(cè)試，2周）：招募試驗(yàn)被試，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，收集數(shù)據(jù)并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論。4.階段四（論文撰寫，2周）：總結(jié)研究結(jié)果，撰寫開(kāi)題報(bào)告和畢業(yè)論文。六、參考文獻(xiàn)[1]張其源.腦—機(jī)器接口研究回顧與展望[J].電子學(xué)報(bào),2015,43(2):249-270.[2]LiY,WangY,GaoX,etal.AsurveyonSSVEP-basedbraincomputerinterfaces[J].Signalprocessing:AnInternationalJournal,2011,5(2):757-768.[3]劉益新.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交通仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].浙江大學(xué),2018.[4]張建杰,李銳,賈啟洲,等.基于SSVEP的腦-機(jī)接口的