西交大脑控实验报告

西交大脑控实验报告 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

现代测试技术及仪器应用

脑控机械臂和脑控七自由度工业机器人

实验报告

班级：硕

姓名：

学号：

一、实验目的

通过脑控机械臂和脑控七自由度工业机器人的实验，了解脑控技术的发展情况，对脑控技术有更深的了解。在实验中更直观的看到脑控技术的发展及实际的操作情况，把学习到的脑电信号和眼电信号的理论知识，运用于实践中，在实践中巩固对于生物电信号的认识，并对生物电信号的采集系统，放大系统，分析系统，执行机构有更新的认识。同时了解我校脑控技术的发展情况。

二、实验内容

（一）脑控机械臂实验

1、了解脑电技术的发展，国内脑电技术的发展情况

2、学习脑控技术的基本原理知识，了解脑电信号的产生机理。脑电是大脑皮层产生的非常微弱的电信号，反映了脑细胞群的自发性、节律性电活动，是大量皮层神经元同时兴奋和静息的结果；大脑神经元电活动的直接测量方式。

3、了解脑控机械臂的系统组成。学习脑控机械臂的信号传递路线。

4、观看脑控机械臂的操作过程，并观察机械臂的运动路线与脑控操作者想象的路线是否一致。

5、观看眼控小车的视频，了解眼控、脑控、肌肉信号控制的区别和发展。

（二）脑控七自由度工业机器人实验

1、学习脑控生物电在外界刺激下也会产生和外界频率一致的信号。

2、通过眼睛接收外界图形信号的频率，产生相应的脑电频率控制机械手的运动情况。

3、观察实验者在不同频率的外界信号刺激下，来实现对脑控机械手的操作。

三、系统组成

（一）脑控机械臂实验

脑控机械臂实的系统组成框架图

脑控机械臂系统包括了，脑电帽通过每个通道来采集操作者的脑电信号，并把脑电信号传输给放大器。脑电信号非常微弱，因此需要放大器对脑电信号进行放大传输，便于对脑电信号的分析。信号分析电脑对采集的信号进行滤波和分析，排除噪声对实验准确性的影响，并分析信号的含义发出控制指令。控制端电脑对控制指令进行分析，产生机械臂可执行的信号。电机驱动器根据信号驱动机械臂执行动作。

（二）脑控七自由度工业机器人实验

脑控七自由度工业机器人系统框架图

脑控七自由度工业机器人系统包括了，频率发生器，产生一定频率的动态图片信号，操作者通过眼睛看这些动态图片，产生相应频率的脑电信号。脑电帽通过每个通道来采集操作者的脑电信号，并把脑电信号传输给放大器。脑电信号非常微弱，因此需要放大器对脑电信号进行放大传输，便于对脑电信号的分析。信号分析电脑对采集的信号进行滤波和分析，排除噪声对实验准确性的影响，并分析信号的含义发出控制指令。控制端电脑对控制指令进行分析，产生机械臂可执行的信号。电机驱动器根据信号驱动机械臂执行动作。

四、实验过程和结果

（一）脑控机械臂实验

1、实验中，实验者首先调出校准程序，实验对象跟随电脑显示屏的显示路线，想象机械臂运动轨迹，来对信号采集系统进行校正。通过校准好信号采集系统能正常识别实验对象的脑电变化情况。

2、实验目的是让机械臂走圆圈轨迹，实验对象用大脑想象圆圈轨迹，脑电帽采集实验对象的脑电信号，并传输给分析软件，分析软件分析脑电信号。

3、观察机械臂的执行结果，我们可以观察到机械臂按照控制者的想象轨迹运作，并且在控制电脑中绘制出了，操作者想象的路径轨迹。实验结果和理论一致。

4、师兄讲解脑控实验的理论知识和脑控的分类。

（二）脑控七自由度工业机器人实验

1、师姐讲解脑控七自由度工业机器人实验的原理，了解到通过眼睛接收到的频率信号可以在大脑中产生相应的频率信号。

2、学习实验系统的组成，实验的过程，实验的操作和实验的预期结果。

3、实验的过程，实验者观察电脑屏幕不同方向的频率图片，来实现对机械手的控制。实验者根据要求看不同方向的图片，机械手可以执行相应的动作，同时屏幕点绿，实验结果与理论一致。

五、实验感受与未来工作展望

通过实验了解到我校脑控技术的发展水平，我校脑控技术发展迅速，成果喜人已经发展到西方发达国家的水平。同时切身体会到了高科技的力量，可以我更多的残疾人造福。同时，脑控技术的发展将引领今后的科技发展方向。而且现在脑控技术还正在发展之中，需要我们投入更大的人力物力来支持脑控技术的发展。而对于我未来的工作学习也有很大的启发，我的方向是研究控制理论的，我希望自己能不断的了解到世界先进的科技水平，不断扩展自己的知识面，实现更精确的控制。同时，再吸收高科技的同时，不断学习，不断丰富自己的知识储备。