7、脑机接口与机器人运动控制技术解析

脑机接口与机器人运动控制技术解析

1. 脑机接口实验分析

在脑机接口（BCI）的研究中，稳态视觉诱发电位（SSVEP）是一种非常有前景的范式。为了比较两次实验中 SSVEP 的振幅，研究人员计算了脑电（EEG）信号的功率谱密度（PSD）。具体操作是在 1.28 秒（256 个样本）的滑动窗口内进行计算，该窗口对应的频率分辨率约为 0.78Hz，这与刺激的频率步长相等。在进行快速傅里叶变换（FFT）计算之前，使用梳状滤波器对测量信号进行滤波，以最小化傅里叶分析的频谱泄漏。

实验	强 SSVEP 频率范围
实验 1	20 - 40Hz
实验 2	30 - 50Hz

从计算得到的频谱图可以看出，两次实验中强 SSVEP 所在的频率范围不同。实验 1 中，强 SSVEP 在 20 - 40Hz 范围内可见；而实验 2 中，SSVEP 分量在 30 - 50Hz 的较高频率范围内出现。虽然从频谱图上看，实验 1 中的 SSVEP 振幅更高，似乎实验 1 的刺激设置更好，但考虑到 EEG 信号的一般频率特性类似于粉红噪声，即其分量的振幅与频率成反比，实验 2 中较高频率的 SSVEP 较弱是可以理解的现象。

为了更客观地比较两次实验，研究人员计算了每个 SSVEP 分量的信号与背景比（SBR）。SBR 系数的计算公式为：