表面肌电信号的拓扑结构：利用黎曼流形解码手部手势 本论文由Harshavardhana T. Gowda（加利福尼亚大学戴维斯分校电子与计算机工程系）和Lee M. Miller（加利福尼亚大学戴维斯分校心理与脑科学中心、神经生理学和行为系、耳鼻喉科－头颈外科系）联合撰写。该论文发表于《Journal of Neural Engineering》。 研究背景 表面肌电图（sEMG）信号通过在皮肤表面放置传感器来非侵入性地记录来自运动单元（MU）激活的电信号。这些信号在上肢手势解码中的应用，对于截肢者的康复、人造肢体增强、计算机手势控制以及虚拟/增强现实等领域具有重要意义。然而，sEMG信号的实际应用受到了许多因素的限制，比如皮下组织的厚度、依赖于电极位置的信号变异性等。因此，如何解码和区分不...

基于高频稳态视觉诱发场的视觉脑机接口 背景介绍 脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）技术通过解码特定的脑活动信号，使用户能够控制机器。尽管侵入性BCI在捕获高质量脑信号方面表现出色，但其应用主要局限于临床环境。而非侵入性方法，如脑电图（Electroencephalography, EEG），则为广泛应用BCI提供了更具可行性的途径。然而，由于脑脊液和颅骨的影响，EEG信号在传播过程中会变得非常微弱，且颅骨的差异性和各向异性导电性让定位EEG信号位置变得更加困难。 磁源成像（Magnetoencephalography, MEG）是一种非侵入性成像脑活动的方法，它在捕捉精细空间信息方面优于EEG。这种优势主要源自磁通量不会像电流那样受到衰减。然而，传统MEG...

电感磷光感知的阈值与机制 背景介绍 电磁场（Magnetic Field，简称MF）对人类身体的影响一直是科学研究的热点。极低频磁场（Extremely Low-Frequency Magnetic Field，简称ELF-MF）在日常生活中广泛存在，主要来源于电力线（50/60 Hz）和家庭电器。这些磁场在人体内会感应出电场和电流，进而可能调节大脑功能。一个特定现象——电磁磷光（Magnetophosphene），即由于磁场诱发的闪烁视觉感知，是国际电磁场暴露指导方针的基础之一。 电磁磷光现象早在1896年由法国医生Jacques-Arsène d’Arsonval首次观察到，该现象后来在一些小型非重复性研究中得到验证。近几十年来，关于电磁磷光的研究却相对较少，尤其是在家庭频率（即50 H...

在神经形态硬件上使用类脑计算原理的学习逆动力学 背景与研究动机 在现代机器人领域中，实现自主人工代理的低延迟神经形态处理系统具有巨大潜力。但目前硬件基础的可变性和低精度对其稳定和可靠性能的实现提出了严峻挑战。为了应对这些挑战，研究者们采用基于大脑启发的计算原理（computational primitives），如三元峰时间依赖可塑性（triplet spike-timing dependent plasticity）、基于基底神经节的去抑制机制以及合作竞争网络，并将这些技术应用于运动控制。 本研究通过展示一个使用混合信号神经形态处理器实现的硬件脉冲神经网络（spiking neural network，SNN）在线学习两关节机器人臂的逆运动学的示例，证明了这一方法的可行性。最终系统能够使用...

详解小规模磁振荡定位新方法及其在机器人技术中的应用 研究背景及动机 微型机器人在医学领域显示出了巨大的潜力，特别是在微创手术、靶向药物递送和体内传感等方面。近期，通过无线动力和驱动纳米至毫米规模机器人在生物环境中取得了显著进展。然而，这些微型机器人的实时定位，特别是在深层生物组织内的定位，仍然是一个亟待解决的技术难题。传统的医学成像技术，如磁共振成像（MRI）、计算机断层扫描（CT）和正电子发射断层扫描（PET），虽然在空间分辨率上具有优势，但由于刷新率低或放射性问题，不适合持续跟踪移动机器人。此外，现有的静态磁性定位方法，在某些场景中最高可以实现五自由度（DOF）的定位，但由于磁轴周围的旋转对称性而无法实现完整的六自由度定位。因此，开发一种能够在深层生物组织内实现微米级精度、六自由度的实时...