视觉ERP-BCI中认知负荷的影响及其监测、反馈调节与脑机互适应探索研究

批准号:
61806141
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
柯余峰
依托单位:
学科分类:
F0609.认知与神经科学启发的人工智能
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘爽、王仲朋、王坤、顾斌、杜佳乐、孔令晗
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中文摘要
现有研究和BCI应用实践中发现,在复杂作业环境下,同步认知活动产生的认知负荷造成基于事件相关电位的脑-机接口(ERP-BCI)识别正确率降低、稳定性难以满足要求,但其深层规律与机制仍不明确,现有研究中仍缺乏有效应对方法。因此,围绕认知负荷“如何影响”ERP-BCI和“如何解决”认知负荷对ERP-BCI的影响,本项目拟通过在视觉ERP-BCI实验中调制认知负荷,研究认知负荷对ERP-BCI的影响规律,探明ERP和ERP-BCI性能在认知负荷作用下的变化模式,构建多源特征融合的认知负荷预测模型,探索基于动态建模、刺激参数调节和闭环视听反馈构建ERP-BCI可适应用户认知负荷变化、用户可适应ERP-BCI认知需求的脑机互适应系统的原理和方法。本项目有望揭示ERP及ERP-BCI在认知负荷作用下的变化模式,为应对ERP-BCI面临同步认知活动的认知负荷影响提供新的科学依据和方法。
英文摘要
It has been found in the existing studies and BCI application practice that, in a complex operating environment, the cognitive load generated by synchronous cognitive activities causes a decrease in the recognition rate of ERP based brain-machine interface (ERP-BCI), and the stability is difficult to meet the requirements. However, its underlying laws and mechanisms are still unclear, and there is still a lack of effective solution in existing research. Therefore, in terms of how the cognitive load affects ERP-BCI and how to resolve the impact of cognitive load on ERP-BCI, this project intends to study the effect of cognitive load on ERP-BCI by modulating cognitive load in visual ERP-BCI experiments, ascertain the changing patterns of ERP and ERP-BCI performance under cognitive load, and construct a multi-source feature-based cognitive load prediction model. Based on dynamic modelling, stimulation parameter adjustment, and closed-loop audiovisual feedback, this project will explore the principles and methods to construct brain-computer coadaptation system, in which ERP-BCI can adapt to the change of user cognitive load and users can adapt to the ERP-BCI cognitive needs. This project is expected to reveal the changing patterns of ERP and ERP-BCI under the influence of cognitive load, and provide new scientific basis and method for dealing with the impact of cognitive load of synchronous cognitive activity in ERP-BCI.
本项目研究基于视觉诱发的脑机接口的高性能脑机接口技术,针对复杂任务环境对脑机接口的影响问题,首先开展了复杂任务下的脑神经响应规律及跨任务认知负荷检测研究,提出了基于非任务相关听觉诱发电位的跨任务认知负荷识别方法,相对自发脑电特征显著提高了跨任务认知负荷识别正确率;其次研究了复杂作业场景下视觉诱发脑机接口和双手作业任务的相互影响规律,为复杂任务下使用视觉诱发脑机接口提供参考依据。针对目前视觉诱发电位脑机接口的异步方法性能瓶颈问题,研究了基于脑电的实时用户控制状态检测方法,提出了频率特异性的异步状态识别算法框架,实现了目前最快速的最高性能的异步识别性能,并构建了异步自适应脑机接口系统。针对增强现实特殊场景下的视觉诱发脑机接口性能瓶颈,提出了双眼差异编码方法,相对传统编码方法显著提高了解码正确率。
期刊论文列表
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An online SSVEP-BCI system in an optical see-through augmented reality environment
光学透视增强现实环境中的在线 SSVEP-BCI 系统
DOI:10.1088/1741-2552/ab4dc6
发表时间:2020-02-01
期刊:JOURNAL OF NEURAL ENGINEERING
影响因子:4
作者:Ke, Yufeng;Liu, Pengxiao;Ming, Dong
通讯作者:Ming, Dong
DOI:10.3969/j.issn.0258-8021.2019.05.011
发表时间:2019
期刊:中国生物医学工程学报
影响因子:--
作者:王韬;柯余峰;王宁慈;刘文陶;安兴伟;明东
通讯作者:明东
Cross-Task Consistency of Electroencephalography-Based Mental Workload Indicators: Comparisons Between Power Spectral Density and Task-Irrelevant Auditory Event-Related Potentials.
基于脑电图的心理工作负荷指标的跨任务一致性:功率谱密度与任务无关的听觉事件相关电位之间的比较。
DOI:10.3389/fnins.2021.703139
发表时间:2021
期刊:Frontiers in neuroscience
影响因子:4.3
作者:Ke Y;Jiang T;Liu S;Cao Y;Jiao X;Jiang J;Ming D
通讯作者:Ming D
基于双眼差异刺激的视觉诱发电位编解码机制及其在脑-机接口中的应用研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:53万元
- 批准年份:2022
- 负责人:柯余峰
- 依托单位:
国内基金
海外基金
