灵长类动物脑机交互计算标准化平台的设计与实现

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mavylin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
脑机接口是在人脑与外界环境之间建立不依赖于常规脊髓与外围神经的通讯系统,从而实现脑与外设的直接互联,这种新型的交互方式又可称为脑机交互。脑机交互研究具有复杂的交叉学科背景,需要计算机科学、生物医学、神经科学等多学科领域的科研人员共同合作进行,随着研究的不断深入,脑科学的实验流程变得越来越复杂,实验手术、实验范式训练、算法设计、硬件系统实现、软件平台搭建等通常都是由专门人员负责,脑机交互计算标准的匮乏导致实验过程中的交流沟通非常困难。另外,传统的脑机交互计算软件的设计未能考虑到数据算法可扩展性、流程可配置性以及大数据计算的支持,给脑机交互研究带来了很大的麻烦。因此,设计并实现一个通用的脑机交互计算标准化平台具有重要的意义。首先,本文以猕猴运动解码系统的搭建作为切入点,描述了脑机接口计算解码实验的具体流程,包括软硬件平台开发、实验范式设计、数据处理等,并重点介绍了该系统的实验范式模块和解码计算模块的功能设计与实现。对于解码实验中所涉及到的数据,本文分别从数据采集和实验范式两方面进行了详细的阐述,并对这两种信号处理过程中的实验数据格式进行了标准化设计,从数据的角度规范脑机接口技术。其次,本文具体介绍了脑机交互计算标准化平台的设计。针对系统的可扩展性和可配置性需求,我们引入了科学工作流的技术,将复杂的解码流程中所涉及到的数据输入、预处理方法设定、解码算法选取、实验结果显示等都封装为简单的可视化节点,通过图形化操作方式配置实验流程,并提供了数据和算法的扩展接口,方便对该计算平台进行扩展,而且工作流引擎中的依赖检测机制也能有效地保证解码流程的准确性。在大数据计算性能方面,本文介绍了基于Hadoop分布式计算框架的系统架构设计。最后,本文从系统架构、通信协议以及功能模块等方面描述了该计算平台的实现细节。并选取了猕猴运动摇杆范式数据以及GRNN解码算法,通过实验对系统的准确、高效以及稳定等性能进行了测试,从而验证了我们的脑机交互计算标准化平台具有可扩展性、流程化可配置性以及支持大数据并行计算等主要特性。
其他文献
时空数据库是以有效支持时空数据管理为目标的数据库管理系统,在交通管理、城市区划、森林火灾监测等领域有着广阔的应用需求。随着此类复杂应用的不断出现,时空数据管理的问题
传统问答系统的研究主要是针对事实问题,目前国内外对于情感问题的研究还很少见。所谓情感问题就是指询问他人、群体或者组织对某个话题或者事件的意见、情感、态度和评论等
Shamir于1979年首次提出身份基加密的概念,随后众多身份基加密的扩展概念被提出,比如层次化身份基加密,身份基广播加密,空间加密等。属性基加密也是身份基加密的一种扩展。现
学位
随着半导体工艺的发展,微处理器结构的复杂度也越来越高。其中,在提高系统性能的同时,保证系统的稳定性和有效性成为了设计的重点。动态电压频率调节(DVFS)的技术可以动态的
随着计算机技术和微电子技术的迅猛发展,使得Internet已经成为社会发展中最重要的基础设施之一。Internet的普及与发展使得物网时代已经走进了人们的日常生活,同时也为工业控制信息的共享提供了有力的网络保障。另一方面,国民经济的迅猛发展,电力网负荷急剧增大,感性无功也与日俱增。结合无功补偿与Internet信息共享,构建一个基于Web Server的静态无功补偿(SVC, Static Var
随着IP业务的迅速增长以及IP网络上应用的不断增加,原有的互联网越来越显得力不从心,互联网技术进入再设计阶段。现有互联网的可扩展性、安全性、可控可管及端到端问题等,都
大脑中的神经系统是人体中最复杂的系统之一,它承担着传导信息的功能。快速、准确、实时地对脑白质内神经纤维进行描绘,具有很大的意义,但是由于神经纤维结构的错综复杂,传统
基于FPGA的CPCI接口数据译码系统是作为一个通信接收系统的主要组成部分而进行研制的,主要是为了实现信号数据的译码、处理、采集、存储和管理工作。该系统以CPCI总线技术和
优化是人们在科学研究、工程技术和经济管理等诸多领域中经常碰到的问题。其目的是找到使目标函数达到最小或最大的条件。已有的许多优化方法在处理人们所面对的复杂问题时,
扩散曲线是一种图像矢量化的新方法,它可以保留传统位图在色彩上丰富的优点也具有矢量图方便修改,方便存储以及可以任意放大缩小而不失真的优点。是一个比较新颖而又具有实际