服务机器人人机交互社会力模型研究 被引量：1

1

作者 李洁 祝笑天 +1 位作者 张盛耕 郭士杰 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第6期154-158,共5页

服务机器人在人机交互中应遵守人类社会规则,应用于人与人之间行为动态关系的传统社会力模型不能完全适用于机器人交互设计,机器人和人之间的动态交互塑造了全新的交互行为范式。通过实验测量室内交互场景下人与服务机器人的交互距离,... 服务机器人在人机交互中应遵守人类社会规则,应用于人与人之间行为动态关系的传统社会力模型不能完全适用于机器人交互设计,机器人和人之间的动态交互塑造了全新的交互行为范式。通过实验测量室内交互场景下人与服务机器人的交互距离,提出人机交互过程中情感“亲密力”的存在,实验结果发现人与机器人静态交互受亲密力和交互力影响、动态交互受亲密力和社会文化力影响、从动到静交互过程受亲密力和速度力影响,最终构建服务机器人人机交互社会力模型,为提升服务机器人人机交互体验提供理论依据。 展开更多

关键词 人机交互 服务机器人 社会力模型 交互距离 工业设计

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移乘护理机器人背抱运动舒适性研究

2

作者 冯立艳 胡东 +2 位作者 刘腾 张建军 郭士杰 《机械设计》 北大核心 2025年第6期85-92,共8页

下肢失能患者人工移乘过程存在护理人员体力负荷大、患者舒适性差的双重问题,为此移乘护理机器人成为重要解决方案,但背抱舒适性缺乏量化评估方法。文中通过将背抱过程划分为5个阶段,结合3个位姿因素(水平/铅垂位移、胸靠角度)试验与Any... 下肢失能患者人工移乘过程存在护理人员体力负荷大、患者舒适性差的双重问题,为此移乘护理机器人成为重要解决方案,但背抱舒适性缺乏量化评估方法。文中通过将背抱过程划分为5个阶段,结合3个位姿因素(水平/铅垂位移、胸靠角度)试验与Anybody人体生物力学仿真,分析受试者肌电信号与肌肉活力值。试验结果表明:胸靠角度显著影响舒适性。仿真进一步识别出斜方肌等7个活力变化最大的核心肌群,验证了肌肉活力与舒适性关联机制。研究成果构建了基于肌肉生物力学的舒适性量化模型,为机器人舒适性控制策略研究与主观舒适性评价提供了理论依据。 展开更多

关键词 移乘护理机器人 背抱移乘 Anybody 肌电信号 肌肉活力值

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面向情感疗愈的机器人萌形态研究 被引量：2

3

作者 李洁 刘诗雨 +1 位作者 于卓远 郭士杰 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第16期30-39,共10页

目的服务机器人逐渐应用于情感陪伴和情感疗愈,探寻萌形态机器人的情感疗愈机制,研究影响用户情感体验的机器人萌形态特征要素。方法解析萌形态语义并选取萌形态机器人样本,开展人机交互实验,测量用户在压力、静息,以及人机交互过程中... 目的服务机器人逐渐应用于情感陪伴和情感疗愈,探寻萌形态机器人的情感疗愈机制,研究影响用户情感体验的机器人萌形态特征要素。方法解析萌形态语义并选取萌形态机器人样本,开展人机交互实验,测量用户在压力、静息,以及人机交互过程中的面部肌电信号(fEMG)、皮肤电信号(EDA)和心率变异性信号(HRV)。交互后邀请被试填写机器人萌体验主观量表。结论fEMG指标表明在压力刺激后与萌形态机器人交互能有效唤醒积极情绪,且机器人萌评分越高用户的积极情绪评分越高,EDA指标表明机器人萌评分越高被试情绪唤醒度也越高;同形态下机器人萌表情使被试HRV信号中的SDNN指标显著提高,同形态下柔软材质的触觉交互使被试HRV信号中的SDNN、VLF指标显著提高,相同动作交互下萌形态评分更高的机器人使被试EMG信号、EDA信号、HRV信号指标显著提高。最后,选取与萌体验具有相关性的生理指标,构建机器人萌体验与用户生理指标的关系模型,相较于BP神经网络,WOA优化BP神经网络建立的关系模型表现出更低的MSE值和更高的R2。 展开更多

关键词 服务机器人 情感疗愈 萌形态 生理测量

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学前儿童对陪伴机器人的生命感知及其交互机制 被引量：6

4

作者 李洁 赵爽 +1 位作者 刁云慧 郭士杰 《学前教育研究》 CSSCI 北大核心 2023年第3期58-69,共12页

从理论上说,作为新一代智能电子产品的儿童陪伴机器人在儿童陪伴与教育方面较电视和手机具有独特优势。本研究基于儿童认知发展理论,运用问卷法、情绪模拟法、行为观察法探究学前儿童对陪伴机器人的生命感知及其在交互中表现出的情绪唤... 从理论上说,作为新一代智能电子产品的儿童陪伴机器人在儿童陪伴与教育方面较电视和手机具有独特优势。本研究基于儿童认知发展理论,运用问卷法、情绪模拟法、行为观察法探究学前儿童对陪伴机器人的生命感知及其在交互中表现出的情绪唤醒和行为诱导效应。结果证实多数学前儿童认为陪伴机器人是具有情感属性的人工制品,愿意和陪伴机器人做朋友;随着年龄增长,学前儿童对陪伴机器人的情绪识别率和交互行为显著增加;当陪伴机器人出现悲伤、害怕、生气等负向情绪时,学前儿童会表现出显著的接近趋势和亲社会行为。未来关于儿童陪伴机器人的设计研发应考虑儿童的年龄差异,注重其对儿童亲社会行为的诱导,以更好地实现其辅助家长陪伴和教育儿童的功能。 展开更多

关键词 学前儿童 陪伴机器人 人机交互

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可重构踝关节康复并联机器人构型及其运动学分析 被引量：1

5

作者 贾维涵 刘承磊 +3 位作者 黄金安 张鹏程 宋井科 张建军 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第12期24-30,共7页

鉴于目前踝关节康复并联机器人存在耦合程度高及康复模式单一的问题,难以满足患者主动康复需求。文中从踝关节运动解剖学机理着手,首先,将踝关节康复需求映射到Plücker坐标系中,得出患者主动康复需求运动螺旋;其次,设计可重构踝关... 鉴于目前踝关节康复并联机器人存在耦合程度高及康复模式单一的问题,难以满足患者主动康复需求。文中从踝关节运动解剖学机理着手,首先,将踝关节康复需求映射到Plücker坐标系中,得出患者主动康复需求运动螺旋;其次,设计可重构踝关节康复并联机器人构型,并基于螺旋理论验证该机构自由度与所需运动螺旋的一致性;然后,通过D-H法计算该机构运动学正反解;最后,求解该机构的雅可比矩阵,并进行奇异位形分析。结果表明:在康复工作空间内该机构无位姿奇异,运动学性能良好。 展开更多

关键词 踝关节康复 并联机构 可重构机构 运动学分析 主动康复

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牵引式下肢康复机器人机构参数优化及轨迹规划 被引量：6

6

作者 张鹏程 牛建业 +3 位作者 刘承磊 宋井科 王立鹏 张建军 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期695-704,共10页

为满足下肢运动功能障碍患者在不同阶段的康复训练需求,针对现有下肢康复机器人训练方式单一的问题,提出了一种可实现卧姿、坐姿训练模式的牵引式下肢康复机器人。首先,根据人体下肢运动机理和仿生原理,设计了一种五自由度混联机构构型... 为满足下肢运动功能障碍患者在不同阶段的康复训练需求,针对现有下肢康复机器人训练方式单一的问题,提出了一种可实现卧姿、坐姿训练模式的牵引式下肢康复机器人。首先,根据人体下肢运动机理和仿生原理,设计了一种五自由度混联机构构型。然后,建立了机器人的运动学模型,分别计算了其运动学正、逆解。接着,以人体下肢末端与机器人末端的工作空间重合度为目标函数,采用遗传算法对机器人的机构参数进行了优化,并求得人机系统矢状面内人体下肢的有效工作空间比为0.71。最后,规划了CPM (continuous passive motion,连续被动运动)、圆周运动和螺旋运动等3种康复训练运动轨迹,并根据优化后的机构参数搭建了机器人样机,通过运动捕捉实验验证了机器人结构设计与优化结果的合理性以及轨迹规划的正确性,表明该机器人能够满足下肢运动功能障碍患者的康复需求。 展开更多

关键词 下肢康复机器人 运动学分析 参数优化 轨迹规划

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人形机器人造型意象与用户情感认知研究 被引量：13

7

作者 李洁 郭士杰 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第5期134-138,共5页

为探索用户对人形机器人造型意象的认知规律,运用眼动追踪试验获取用户视觉观察规律,通过造型解构试验和主观情感测量方法获取用户感性评价,采用方差分析和回归分析方法进行数据统计。得到结论:用户对人形机器人的视觉认知过程具有典型... 为探索用户对人形机器人造型意象的认知规律,运用眼动追踪试验获取用户视觉观察规律,通过造型解构试验和主观情感测量方法获取用户感性评价,采用方差分析和回归分析方法进行数据统计。得到结论:用户对人形机器人的视觉认知过程具有典型的人脸优先识别效应和第一印象效应;人形机器人头部造型意象影响用户对机器人的情感认知和功能认知,情感认知比功能认知优先影响用户喜爱度。 展开更多

关键词 产品设计 人形机器人 造型意象 情感认知 眼动试验

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面向利益相关者的养老院护理机器人需求模型研究 被引量：5

8

作者 李洁 田佳慧 +1 位作者 吕鹏 刘诗雨 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1259-1263,共5页

目的:中国人口老龄化背景下,养老院用工需求与护理人员短缺之间的矛盾日益增大,急需护理机器人的研发与应用。综合考量养老院管理人员、护理人员及入住老人的护理需求,对于优化护理机器人功能设计有重要意义。方法:通过访谈法获取利益... 目的:中国人口老龄化背景下,养老院用工需求与护理人员短缺之间的矛盾日益增大,急需护理机器人的研发与应用。综合考量养老院管理人员、护理人员及入住老人的护理需求,对于优化护理机器人功能设计有重要意义。方法:通过访谈法获取利益相关者的需求,并运用AHP法确定指标权重;通过问卷调查法获取利益相关者对功能需求的优先级,运用G1-反熵权法的主客观综合评价方法确定功能需求指标权重;结合群体决策法确定各利益相关者评价权重。结果:建立面向利益相关者的护理机器人需求模型,包括4个二级指标,26个三级指标;二级指标中管理人员最重视外观形态、护理人员最重视功能行为、入住老人最重视人机工效;功能行为三级指标中管理人员和护理人员最重视体位转移、入住老人最重视安全照护;基于群体决策法确定护理机器人利益相关者评价权重为管理人员(26.70%)、护理人员(39.48%)、入住老人(33.82%)。结论:养老院管理人员、护理人员和住院老人对护理机器人有不同需求,面向利益相关者建立护理机器人需求模型,打破单一评价主体赋权的局限性,突出利益相关者的指向性需求,对护理机器人的设计优化具有指导作用。 展开更多

关键词 护理机器人 需求模型 利益相关者 养老院

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基于需求动态论的服务机器人造型设计研究 被引量：5

9

作者 李洁 郭士杰 朱立爽 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第7期109-113,共5页

为使用户对服务机器人造型设计有较高的满意度,针对用户动态需求,对服务机器人造型设计进行研究。基于动态需求理论、恐怖谷理论及产品情感体验理论提出面向机器人造型设计的用户年龄需求模型;通过问卷调查,搜集用户感性评价,经统计分析... 为使用户对服务机器人造型设计有较高的满意度,针对用户动态需求,对服务机器人造型设计进行研究。基于动态需求理论、恐怖谷理论及产品情感体验理论提出面向机器人造型设计的用户年龄需求模型;通过问卷调查,搜集用户感性评价,经统计分析,得出针对服务机器人造型满意度的用户年龄群体差异性及基于机器人造型设计的用户情感体验差异性,最终得到用户年龄与服务机器人造型、用户情感体验及用户满意度的映射关系,为服务机器人造型设计提供依据。 展开更多

关键词 工业设计 服务机器人 需求动态论 恐怖谷理论 感性评价

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服务机器人动态交互体验研究 被引量：4

10

作者 李洁 赵英乾 +1 位作者 祝笑天 郭士杰 《机械设计》 CSCD 北大核心 2021年第1期135-139,共5页

为提升服务机器人的交互体验,构建了基于关系体验、感官体验和情景体验的服务机器人交互体验框架;通过基于视频仿真的人机交互(Visual Human-Robots Interaction,VHRI)试验方法,测量了服务机器人动态交互过程中造型与情景影响下的用户... 为提升服务机器人的交互体验,构建了基于关系体验、感官体验和情景体验的服务机器人交互体验框架;通过基于视频仿真的人机交互(Visual Human-Robots Interaction,VHRI)试验方法,测量了服务机器人动态交互过程中造型与情景影响下的用户感官体验和关系体验,建立了服务机器人身高与运动速度、人员流动与运动路径的交互体验映射关系;通过Netlogo软件和蚁群算法,将服务机器人运动交互过程可视化,模拟了不同映射关系和交互情景下符合用户情感认知的机器人运动路径,不仅拓展了服务机器人交互设计研究范围,也为后续研究提供了参考。 展开更多

关键词 工业设计 服务机器人 交互体验 机器人造型

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服务机器人融入建筑环境系统设计 被引量：1

11

作者 李洁 张盛耕 +2 位作者 舒平 刘帅 郭士杰 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第17期7394-7400,共7页

未来服务机器人将与人类一起生活在建筑环境内,机器人的融入必将对建筑环境和人类活动产生深刻影响。设计并开展建筑环境内人-机器人自然交互实验,参考相机标定原理提出室内坐标转换方程,采用定帧法获取服务机器人融入建筑环境后行人运... 未来服务机器人将与人类一起生活在建筑环境内,机器人的融入必将对建筑环境和人类活动产生深刻影响。设计并开展建筑环境内人-机器人自然交互实验,参考相机标定原理提出室内坐标转换方程,采用定帧法获取服务机器人融入建筑环境后行人运动构型、运动速度、偏移距离等运动特征参数,在宏观层面基于交互主体、交互运动构型、交互意愿展开定性分析,在微观层面对建筑通道内人机交互运动速度与交互偏移距离展开定量统计分析。研究结果表明服务机器人融入建筑环境后对行人运动行为、运动速度、偏移距离均产生显著影响,人机共生系统势必对建筑尺度和设计产生深远影响。以期引发服务机器人融入建筑环境的思考,为构建人、机器人、建筑环境系统设计框架奠定基础。 展开更多

关键词 交互设计 服务机器人 行人流动 运动特征

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工业机器人能耗优化方法研究综述 被引量：13

12

作者 侯庆隆 杨冬 郭士杰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第22期1-9,共9页

机器人技术作为智能制造的关键,其能耗问题已引起各制造业大国的关注,国内外的研究十分活跃。针对工业机器人能耗优化问题,介绍了轻量化设计、高效驱动系统设计、能量存储和共享装置等低能耗硬件设计方法,从轨迹规划和任务调度方面对能... 机器人技术作为智能制造的关键,其能耗问题已引起各制造业大国的关注,国内外的研究十分活跃。针对工业机器人能耗优化问题,介绍了轻量化设计、高效驱动系统设计、能量存储和共享装置等低能耗硬件设计方法,从轨迹规划和任务调度方面对能耗优化的软件方法进行了综述,介绍了具有应用潜力的软件优化和硬件相结合的混合方法,同时突出了主要研究成果并说明了不足之处;最后指出工业机器人能耗优化具有潜力的发展趋势。 展开更多

关键词 工业机器人 能耗优化 硬件设计 软件优化 混合方法

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基于工作空间的踝关节康复广义球面并联机器人运动学参数优化 被引量：15

13

作者 刘秀莹 张建军 +3 位作者 刘承磊 牛建业 戚开诚 郭士杰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第16期1921-1929,共9页

为了解决现有踝关节康复机器人难以完全拟合人体踝关节运动的问题,在仿生学的基础上,提出了一种高匹配度的踝关节运动串联拟合模型,并研发了一款新型的三自由度广义球面并联机器人。为研究该并联机器人的拟合能力,基于螺旋理论分析了其... 为了解决现有踝关节康复机器人难以完全拟合人体踝关节运动的问题,在仿生学的基础上,提出了一种高匹配度的踝关节运动串联拟合模型,并研发了一款新型的三自由度广义球面并联机器人。为研究该并联机器人的拟合能力,基于螺旋理论分析了其自由度特性,建立了机构的运动学模型,并在逆运动学的基础上阐明该机器人具有部分解耦特性。根据机器人具有双球心的特点,求解了动球心和动平台可达工作空间。最后,以踝关节运动拟合模型的工作空间与机器人的工作空间的匹配度为目标函数,采用遗传算法对运动学参数进行了优化。对比研究机器人与模型的工作空间散点图,并求得有效工作空间比分别为0.79和0.86,结果表明优化后的广义球面并联机器人工作空间能够满足踝关节的运动要求。 展开更多

关键词 踝关节康复 广义球面并联机器人 逆运动学 工作空间 参数优化

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基于无束缚压力传感器的睡姿实时监测系统

14

作者 赵海文 赵悦焜 +3 位作者 齐德瑄 李磊 王佳阔 郭士杰 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期120-124,共5页

实时睡姿监测可用于睡姿改善和疾病预防。针对睡姿监测的实时性问题,设计了睡姿实时监测系统。基于自行研发的床单式柔性压力传感器进行数据采集,使用YOLOv5对预处理后得到的数据集进行训练和测试,通过LabVIEW和Python通信接口,搭建实... 实时睡姿监测可用于睡姿改善和疾病预防。针对睡姿监测的实时性问题,设计了睡姿实时监测系统。基于自行研发的床单式柔性压力传感器进行数据采集,使用YOLOv5对预处理后得到的数据集进行训练和测试,通过LabVIEW和Python通信接口,搭建实时监测系统,调用训练好的神经网络模型,并将睡姿识别结果显示在LabVIEW前端页面中。实验结果表明:该实时监测系统测试集识别准确率达到了99.7%,整晚睡眠实验准确率为96.2%,从开始采样到识别结果显示到前端页面的时间不超过70 ms,综合高准确率和高处理速度两大优点,且在睡姿监测的基础上增加了对于体动的监测,为建立功能完善的智能无人护理系统奠定基础。 展开更多

关键词 睡姿 实时监测系统 无束缚 柔性压力传感器 体动

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基于可穿戴电子手套的手部运动虚拟现实系统

15

作者 王大鹏 韩柄添 +3 位作者 张晓航 刘腾 孟垂舟 郭士杰 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第4期1-6,共6页

为提升虚拟现实系统对于触觉感知的准确性和稳定性,提出一种基于多传感器信息融合的手部触觉感知穿戴式电子手套和一个虚拟现实系统。在穿戴式电子手套每根手指的背部布置柔性弯曲传感器(Flex)采集手指弯曲度信息,并在指尖布置力敏电阻... 为提升虚拟现实系统对于触觉感知的准确性和稳定性,提出一种基于多传感器信息融合的手部触觉感知穿戴式电子手套和一个虚拟现实系统。在穿戴式电子手套每根手指的背部布置柔性弯曲传感器(Flex)采集手指弯曲度信息,并在指尖布置力敏电阻器(FSR)实现触觉感知;传感器通过阻抗分压电路与电路板形成电性连接,经过模数转换(ADC)转换为数字信号;收集的传感器信号经过数字低通滤波电路后,通过串口通讯发送至开发的虚拟现实软件,并通过识别不同手势及物体抓握实验来验证系统的可行性。结果表明:该系统的触觉感知信号采集速率高达50 Hz;对于26个字母手势的模式识别准确率高达85.31%;物体抓握实验进一步验证了该系统对于手指捏持力度的精确反馈能力。 展开更多

关键词 多传感器信息融合 可穿戴式电子手套 虚拟现实 数字低通滤波

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基于压力感知的坐卧姿势识别方法研究 被引量：5

16

作者 赵海文 王佳阔 +1 位作者 齐德瑄 郭士杰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第1期30-33,共4页

坐卧姿势信息对被护理人的健康状态监测十分重要。为实现坐卧姿势的精确识别,提出了一种利用柔性压力传感器的姿势识别方法。使用团队自主研发的床单式柔性压力传感器,构建了姿势数据采集系统,无束缚采集了30位受试人员的10种姿势数据,... 坐卧姿势信息对被护理人的健康状态监测十分重要。为实现坐卧姿势的精确识别,提出了一种利用柔性压力传感器的姿势识别方法。使用团队自主研发的床单式柔性压力传感器,构建了姿势数据采集系统,无束缚采集了30位受试人员的10种姿势数据,将其转换形成的压力图像进行预处理及标注后形成数据集,使用YOLOv5神经网络对数据集进行训练。实验结果表明:识别准确率达到了99.2%,在临床护理领域有良好的应用前景,为智能无人护理系统中实现动态姿势识别奠定了基础。 展开更多

关键词 柔性压力传感器 无束缚 坐卧姿势识别 神经网络 YOLOv5算法

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基于力信息的人机协调运动控制方法 被引量：6

17

作者 李军强 齐恒佳 +2 位作者 张改萍 赵海文 郭士杰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期2005-2011,共7页

为了改善人机协作过程中人机协调运动的稳定性与舒适性,提出一种可变阻尼导纳控制方法。针对操作者运动信息不确定和操作者手臂阻抗参数可变等特点,提出依据人机交互力的大小识别操作者的运动意图,进而改变控制系统虚拟阻尼参数值的方法... 为了改善人机协作过程中人机协调运动的稳定性与舒适性,提出一种可变阻尼导纳控制方法。针对操作者运动信息不确定和操作者手臂阻抗参数可变等特点,提出依据人机交互力的大小识别操作者的运动意图,进而改变控制系统虚拟阻尼参数值的方法,以实现对人体运动的快速响应。应用实验的方法确定了可变阻尼导纳控制方法的参数范围,为人机协调运动的理论研究提供了基础。实验证明,所提控制方法能够实现协调、柔顺的人机协调运动,提高了系统的稳定性和舒适性。 展开更多

关键词 人机协作 人机协调运动 导纳控制 变阻尼 人机交互力

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基于环形非均匀热源的磨削温度场建模与实验研究 被引量：2

18

作者 李晓强 戴士杰 张慧博 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期343-353,共11页

目的解决杯形砂轮平面磨削复合材料时的热损伤及温度实时监测困难等问题,对磨削温度场的动态变化规律进行相关研究。方法通过分析杯形砂轮平面磨削时材料的去除机理,在柱坐标系下提出周向和径向呈不同函数分布的非均匀热源模型,并基于... 目的解决杯形砂轮平面磨削复合材料时的热损伤及温度实时监测困难等问题,对磨削温度场的动态变化规律进行相关研究。方法通过分析杯形砂轮平面磨削时材料的去除机理,在柱坐标系下提出周向和径向呈不同函数分布的非均匀热源模型,并基于该模型建立磨削温度场的数值模型用于预测磨削温度,最后提出杯形砂轮平面磨削时磨屑带走热量所引起温度预测误差的计算方法。开展人工热电偶测温验证实验,对比不同热源模型下的预测值和实验值,验证非均匀热源及其温度场数值模型的准确性。结果相较于均匀热源下的温度场,非均匀热源下的温度场与实际温度场具有更高的吻合度,将温度预测的误差从约23%降低到6.5%以下。结论磨削深度对磨削温度具有较大的影响,且在进行高效深磨的时,为保证温度预测的精度,需考虑磨屑带走热量所引起的误差。 展开更多

关键词 非均匀热源 温度场数值模型 表面磨削 杯形砂轮 复合材料

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基于SSVEP＿SSA融合的混合脑机接口研究 被引量：7

19

作者 韩向可 郭士杰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期213-220,共8页

针对目前基于体感选择性注意范式的脑机接口控制指令数少,信息传输率低等缺点,提出了一种全新的多模态混合脑机接口系统。该系统融合稳态视觉刺激(SSVEP)和体感选择性注意范式(SSA),在外部视觉和体感刺激的作用下,诱发大脑产生稳态视觉... 针对目前基于体感选择性注意范式的脑机接口控制指令数少,信息传输率低等缺点,提出了一种全新的多模态混合脑机接口系统。该系统融合稳态视觉刺激(SSVEP)和体感选择性注意范式(SSA),在外部视觉和体感刺激的作用下,诱发大脑产生稳态视觉电位和事件相关去同步现象。同时,为了解决传统脑电信息特征提取中需要大量先验知识等问题,引入深度学习算法对混合脑机接口信息进行意图解码,该方法将多通道的时域信息转换成具有时-频-空域三维特征的二维特征图。对8名受试者的离线实验显示,平均识别准确率达到81.35%,确认了所提出的基于SSVEP_SSA融合的多模态混合脑机接口是可行的,实现了脑机接口(BCI)系统的指令集扩展和高精度解码。 展开更多

关键词 多模态 混合脑机接口 体感选择性注意 卷积神经网络

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无动力下肢负重外骨骼人机动力学及其储能元件刚度优化 被引量：1

20

作者 曹益 张建军 +2 位作者 阎强 戚开诚 郭士杰 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期168-177,共10页

为提高人体搬运效率,降低人体关节损害,提高外骨骼能量利用效率,基于人机动力学对一种无动力辅助负重下肢外骨骼的储能元件刚度进行优化。应用牛顿-欧拉动力学方程建立人机耦合动力学模型,得到各关节力矩与大小腿长度和质量、关节转角... 为提高人体搬运效率,降低人体关节损害,提高外骨骼能量利用效率,基于人机动力学对一种无动力辅助负重下肢外骨骼的储能元件刚度进行优化。应用牛顿-欧拉动力学方程建立人机耦合动力学模型,得到各关节力矩与大小腿长度和质量、关节转角及弹簧刚度关系的数学模型。将三维动作捕捉系统采集的角度数据代入动力学方程中,通过MATLAB进行计算得到关节力矩动态变化规律。建立人机系统各部分的能量流动模型,并进行步态周期内的能量流动分析,以储能元件刚度为参数,储能元件的能量流动为约束条件,各关节平均力矩最小为目标建立优化模型,通过与AnyBody人体仿真软件获得的人体模型作对比验证优化结果的正确性。结果表明,穿戴优化后外骨骼减轻了下肢着地时对人体的冲击,有效降低了人体能耗和下肢关节转矩。 展开更多

关键词 人机动力学 负重外骨骼 能量流动 刚度优化

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