科创中国
基于脑机接口的意图预测方法、装置、设备及存储介质
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-09-08 16:24:37
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-09-26 15:39:26
本申请涉及一种基于脑机接口的意图预测方法、装置、设备以及存储介质。所述方法包括：通过显示设备显示待移动点，并在待移动点的外周任一方向上伪随机生成一个目标点；当试验对象开始执行碰触任务时，获取试验对象操作手柄移动所述待移动点时的移动轨迹数据，并采集所述试验对象的脑电数据；当所述待移动点碰触到所述目标点时，根据所述目标点的位置对所述移动轨迹数据进行方向类别的标签标注；利用所述移动轨迹数据的方向类别标签以及脑电数据进行多模型训练，根据训练结果从所述多模型中选择最优模型作为预测阶段的脑机接口解码器；通过脑机接口解码器对试验对象的移动意图进行预测。通过本申请可以大大提高脑机接口解码器的预训练速度。
1.一种基于脑机接口的意图预测方法，其特征在于，包括：
在预训练阶段，通过显示设备显示待移动点，并在所述待移动点的外周任一方向上伪随机生成一个目标点；
当试验对象开始执行碰触任务时，获取所述试验对象操作手柄移动所述待移动点时的移动轨迹数据，并采集所述试验对象的脑电数据；其中，所述试验对象为猕猴；
当所述待移动点碰触到所述目标点时，根据所述目标点的位置对所述移动轨迹数据进行方向类别的标签标注；
利用所述移动轨迹数据的方向类别标签以及脑电数据进行多模型训练，根据训练结果从所述多模型中选择最优模型作为预测阶段的脑机接口解码器；
在预测阶段，将所述试验对象的脑电数据输入所述脑机接口解码器，通过所述脑机接口解码器输出试验对象对所述待移动点的移动意图预测结果。
2.根据权利要求1所述的基于脑机接口的意图预测方法，其特征在于，所述根据所述目标点的位置对所述移动轨迹数据进行方向类别的标签标注之前，还包括：
从执行所述碰触任务开始计时，并通过上位机判断所述待移动点是否在设定时间内碰触到目标点，
脑机接口(Brain Computer Interface，BCI)是大脑和外部设备间建立的直接连接通路，是人类探索脑、开发脑的重要手段。脑机接口通过解码算法检测使用者在想象肢体运动时大脑感觉运动区中自发的感觉运动节律来判别当前使用者所想象的肢体运动类别，进而实现人机交互和对机器设备的控制。目前，脑机接口技术应用尚处于实验研究阶段，以人或猕猴作为试验对象，其存在的问题在于：由于技术链条尚不成熟及其可能存在的安全隐患，在目前的政策环境中，以人作为试验对象难以获得，而以猕猴作为试验对象时，难以让猕猴配合做出相应的动作，导致实验难度较大。同时，现有技术针对脑机接口的预训练阶段经常需要重新调整参数，重新训练模型，导致预训练阶段的耗时较长。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
相对于现有技术，本申请实施例产生的有益效果在于：本申请实施例的基于脑机接口的意图预测方法、装置、设备以及存储介质以猕猴作为试验对象，在脑机接口解码器的预训练阶段，通过获取猕猴在执行碰触任务时操作手柄的移动轨迹数据以及脑电数据，根据移动轨迹数据以及脑电数据进行多模型共同训练，并根据训练结果从多模型中选择最优模型作为预测阶段的脑机接口解码器，加快了脑机接口解码器的预训练速度；同时，在碰触任务执行成功时，为试验对象提供奖励，从而激励试验对象更好的配合做出相应的动作，进一步提高脑机接口解码器的预训练速度。通过本申请的实施，可以大大提高脑机接口解码器的预训练速度，并更容易验证脑机接口解码器的效果，并以猕猴作为试验对象，符合目前的政策环境，有利于推进脑机接口技术的发展。
技术合作
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
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