Credit:佐治亚理工学院一种新的可穿戴式脑机接口(身体质量指数)系统可以改善运动功能障碍或瘫痪患者的生活质量，即使是那些患有锁定综合征的患者——当一个人完全清醒但无法移动或交流时。由佐治亚理工学院杨永红实验室领导的一个多机构国际研究团队将无线软头皮电子技术和虚拟现实结合在一个身体质量指数系统中，该系统允许用户想象一个动作，并无线控制轮椅或机械臂。
该团队包括来自肯特大学(英国)和延世大学(韩国)的研究人员，本月在《高级科学》杂志上描述了新的基于运动图像的身体质量指数系统。
乔治·w·伍德拉夫机械工程学院副教授Yeo说:“与现有系统相比，这种系统对用户的主要优势是佩戴起来柔软舒适，而且没有任何电线。
身体质量指数系统是一种康复技术，它分析人的大脑信号，并将神经活动转化为命令，将意图转化为行动。获取这些信号的最常见的非侵入性方法是脑电图，这通常需要一个笨重的电极头盖骨和一个纠结的金属网。
这些装置通常严重依赖凝胶和糊剂来帮助保持皮肤接触，需要大量的设置时间，通常使用起来不方便和不舒服。由于材料退化或运动伪影，这些设备还经常遭受信号采集不良的困扰，这些伪影是可能由磨牙或眨眼等原因引起的辅助“噪声”。这种噪音出现在大脑数据中，必须过滤掉。
Yeo设计的便携式脑电图系统集成了不易察觉的微针电极和软无线电路，提供了改进的信号采集。准确测量这些大脑信号对于确定用户想要执行什么动作至关重要，因此该团队集成了强大的机器学习算法和虚拟现实组件来应对这一挑战。
新系统在四名人类受试者身上进行了测试，但尚未在残疾人身上进行研究。
电子和纳米技术研究所下属的佐治亚理工学院以人为中心的界面和工程中心主任、佩蒂特生物工程和生物科学研究所的成员Yeo指出:“这只是第一次演示，但我们对我们所看到的感到兴奋。
新范式
Yeo的团队最初在2019年发表在《自然机器智能》杂志上的一项研究中引入了柔软、可穿戴的脑电图脑机接口。这项工作的主要作者穆萨·马哈茂德也是该团队新研究论文的主要作者。
Yeo实验室的博士生Mahmood说:“这种新的脑机接口使用了一种完全不同的范式，涉及想象中的运动动作，例如用任何一只手抓东西，这使受试者不必看太多刺激。
在2021年的研究中，用户展示了利用他们的思维——他们的运动想象——对虚拟现实练习的精确控制。视觉线索增强了用户和研究人员收集信息的过程。
“事实证明，虚拟提示非常有帮助，”Yeo说。“它们加快并提高了用户参与度和准确性。我们能够记录持续的、高质量的运动想象活动。”
根据马哈茂德的说法，该系统的未来工作将集中在优化电极放置和基于刺激的脑电图的更高级集成上，利用他们从最近两项研究中学到的知识。
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