基于多模态脑机接口的织物品质摩擦触感及量化表征

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51875566
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    唐玮
  • 依托单位：
    中国矿业大学
  • 学科分类：
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

People usually evaluate the quality of fabrics subjectively by touching. The evaluation results are not precise and stable. The mechanism and quantitative characterization of friction tactile perception of fabrics are a scientific issue. Therefore, based on multi-mode brain computer interface a systematic research is carried out. Firstly, the neural mass model of friction tactile perception is developed. The cooperative model of neural function network and the modulation mechanism of neural oscillation during friction tactile perception are studied. Secondly, the processing algorithm of ERP and fNIRS data induced by friction is studied. The feature extracting and classifying method of the ERP and fNIRS data are explored. Thirdly, the measurement of brain cognitive behavior, friction test, and sensory evaluation of friction tactile perception of fabrics are carried out. The processing and discrimination methods of brain to the tactile perception and the response of the skin to the tactile stimulation of the fabric are studied. Finally, the brain cognitive mechanism of friction tactile perception of fabric is revealed. The key physical stimuli and dynamic characterization features of fabric tactile perception are found. A quantitative characterization model of fabric tactile perception is established. The research is expected to provide important technical and theoretical support to the quantitative evaluation of the quality of fabric, the development of haptic prostheses and the tactile reproduction technology.
人们通常通过触摸来主观定性评价织物的品质，评价结果严谨性和稳定性较差，织物品质摩擦触感的认知和量化表征是亟待解决的科学问题。对此，本项目基于多模态脑机接口技术系统深入地开展相关研究。首先，构建摩擦触觉质感的神经元群落模型，研究触觉质感形成过程中不同神经功能网络的协同工作方式和神经振荡调制机制；其次，研究摩擦诱发大脑触感信号的处理算法，探寻信号动态特征参数的提取和分类方法；再次，开展织物摩擦触觉质感的大脑认知、摩擦学和感官评价试验，研究大脑对触感信息的处理和辨别方式、皮肤对织物触觉刺激的响应规律；最后，揭示织物摩擦触觉质感形成的大脑认知机制，提出形成织物触觉质感的关键物理刺激量和动态表征参数，建立织物品质摩擦触感量化表征模型。研究可望为纺织品等触肤品品质的量化评价、触觉假肢的研发和触觉再现技术的发展提供重要技术支持和理论支撑。

结项摘要

人们通常通过触摸来主观定性评价织物的品质，评价结果严谨性和稳定性较差，织物品质摩擦触感的认知和量化表征是亟待解决的科学问题。对此，本项目基于多模态脑机接口技术、摩擦学、认知行为学方法深入系统地开展了相关研究。主要研究成果包括：（1）构建了摩擦触觉质感的单通道和双通道三动态触感神经元群模型，有效模拟了真实触感脑电信号，揭示了触感刺激强度和神经元兴奋性对触觉感知的影响；（2）提出了触摸摩擦振动信号、触感脑电信号和核磁共振脑成像信号的去噪、特征提取和分类方法，利用时域、频域和非线性方法提取了材料摩擦触觉质感的特征参数；（3）开展了织物摩擦触觉质感的摩擦学、大脑认知和感官评价试验，从皮肤的“感”、大脑的“知”和主观的“评”系统全面的揭示了织物摩擦触觉质感形成机制，提出形成织物触觉质感的关键物理刺激量和表征参数，建立了织物品质摩擦触感量化表征模型；（4）揭示了材料表面形貌和力学特性对触感的影响规律和相应的触觉感知机理，建立了材料表面物理特征与触感特征参数的关系；（5）研制了触感仿生手指，实现了接触表面压力信号和触摸振动信号的测量。研究成果可为纺织品的量化评价和舒适性设计、触肤产品的抓握可靠性设计、触觉假肢的研发和触觉再现技术提供重要技术支持和理论支撑。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（9）
基于脑电图的脑机接口技术应用在脑卒中患者上肢运动功能康复中
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2023
  • 期刊：
    中国组织工程研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张明;王斌;贾凡;陈杰;唐玮
  • 通讯作者：
    唐玮
Research on tactile perception by skin friction based on a multimodal method.
基于多模态方法的皮肤摩擦触觉感知研究
  • DOI：
    10.1111/srt.13127
  • 发表时间：
    2022-03
  • 期刊：
    SKIN RESEARCH AND TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Chen, Si;Qiao, Xiaoqi;Yang, Jianan;Ru, Weimin;Tang, Wei;Zhang, Sheng
  • 通讯作者：
    Zhang, Sheng
基于 EEG-fNIRS 技术的纹理触觉感知研究
  • DOI：
    10.16078/j.tribology.2022215
  • 发表时间：
    2023
  • 期刊：
    摩擦学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈思;陈晨;乔筱祺;李阔;茹伟民;王冬青;唐玮
  • 通讯作者：
    唐玮
Investigation of Tactile Perception Evoked by Ridged Texture Using ERP and Non-linear Methods.
使用 ERP 和非线性方法研究脊状纹理引起的触觉感知
  • DOI：
    10.3389/fnins.2021.676837
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Frontiers in neuroscience
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Tang W;Zhang M;Chen G;Liu R;Peng Y;Chen S;Shi Y;Hu C;Bai S
  • 通讯作者：
    Bai S
粗糙表面的摩擦触觉感知研究
  • DOI：
    10.16078/j.tribology.2021162
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    摩擦学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    唐玮;张梅梅;杨雷;朱华;彭玉兴
  • 通讯作者：
    彭玉兴

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其他文献

X连锁核糖体S6激酶4在乳腺癌发生发展中的作用及其机制
  • DOI：
    --
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    杨华伟
控股股东股权质押与审计师风险应对
  • DOI：
    10.19744/j.cnki.11-1235/f.2017.10.006
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    唐玮
串联亲和标签LOX蛋白慢病毒表达载体的构建及在乳腺癌细胞中的表达
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蒋奕;唐玮;杨华伟;韦薇
  • 通讯作者：
    韦薇

其他文献

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唐玮的其他基金

基于摩擦挤压诱发躯体感觉反馈的自适应膝下假肢接受腔设计研究
  • 批准号：
    52375224
  • 批准年份：
    2023
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  • 批准年份：
    2012
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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