脑机接口系统的技术指标

第七节　脑机接口系统的技术指标

脑机接口从20世纪60年代开始，发展至今，脑机接口的应用型研究已经成为热点。由于脑机接口是直接利用大脑想象产生的脑电波，借助外部设备，实现系统使用者的目的，因此，脑机接口系统应用首先被应用于行动不便的残障人士生活辅助设施设计。脑机接口系统投入应用，其技术指标有以下几个方面。

(1)准确率:运动是多种多样的，因此大脑对于脑电的想象类型也是多种多样的，由于脑电信号能量较弱，使得真正的想象脑电信号湮没在噪音之中，因此，正确地将脑电信号进行分类，真实地反映使用者的想象，从而正确实现使用者的意图，是脑机接口的一个重要标准。

(2)传输率:脑机接口系统是面向应用的系统，因此脑机接口系统的信息传输率是脑机接口系统的另外一个标准，只有在使用者的忍耐限度之内，尽量快地实现使用者的意图，才能更好和更方便地进行辅助。

(3)舒适性:脑机接口系统设计目的是为了帮助行动不便的残障人士日常生活而设计的生活辅助系统，因此系统的舒适性是衡量脑机接口好坏的一个重要方面。在BCI系统中，影响用户舒适性一般出现在以下两个阶段:一是特征提取阶段，为了提取用户脑电信号特征，BCI系统要求对用户进行特征提取训练，训练时间过长会造成用户的不舒适感。因此如何利用短的训练时间，甚至不要训练，用户就能直接使用脑机接口一直是脑机接口研究的一个重点;二是用户在使用阶段，如何利用现有技术和设备，最大可能地方便用户使用系统。

(4)健壮性:脑电信号相对较弱，容易受到外部环境干扰;同时，BCI系统使用的是无创伤下获取的EEG信号，脑电信号特征受用户的心情、身体等因素影响较大，造成BCI系统使用的不方便性，因此如何降低外部环境和用户自身影响，使用户在非实验室环境下正常使用，是脑机接口系统开发的一个重要指标。

(5)实用性:脑机接口研究的最终目的是为了帮助残障人士的日常生活，因此对脑机接口的研制，要以确实解决实际问题为目的，实用性是所有脑机接口系统研制首先考虑的因素。

大脑控制不同的运动，会相应的产生不同的脑电信号，这种脑电信号被称作运动控制脑电信号，如果只是在大脑中产生运动思维，而不产生真正的运动，同样会产生相应的脑电信号，这种由于大脑想象某种运动而产生脑电信号，我们称之为运动想象脑电信号。本书的研究实例大多以运动想象脑电信号为BCI系统的输入信号。

训练模式如图1-4所示，采用无反馈刺激模式，先进行两秒的黑屏，然后屏幕中间出现十字，保持一秒后，出现表示想象运动方向箭头，持续一秒，然后再次出现十字，维持三秒，最后出现一秒内的随机时间的黑屏。