南昌市脑机交互关键技术研究与应用重点实验室依托单位为江西科技学院,主要承担单位江西科技学院协同创新中心,紧紧围绕南昌市重点规划发展的电子信息支柱产业,追踪脑机交互技术发展趋势,充分应用移动互联网与计算机软件技术,结合生物信号特征识别和脑电密码等前沿性研究热点,重点研究脑机交互的新理论、新技术并进行应用开发。经过多年发展,实验室已形成了一支结构合理、学术水平高、创新能力强的科研团队,其中包括教授7人、副教授9人。团队成员来自神经科学、医学、计算机科学、生物医学工程等多个学科背景,为实验室的跨学科研究提供了有力保障。
经过多年发展,实验室已形成了一支结构合理、学术水平高、创新能力强的科研团队,包括教授5名、副教授8名、博士后研究人员6名、博士研究生15名、硕士研究生30余名。团队成员来自神经科学、医学、计算机科学、生物医学工程等多个学科背景,为实验室的跨学科研究提供了有力保障。
A. 脑电信号特征识别与分类算法研究。
本实验室一直从事脑电信号分析和应用领域研究,分别在脑机接口系统、心理认知研究、脑电密码研究方向上进行分析方法和领域知识探索,其中脑机接口系统研究,实验室分别利用左右想象脑电信号和稳态视觉诱发电位为工具,成功的实现了利用脑电信号控制玩具车的左右运动和利用脑电信号实现浏览器控制;在心理认知研究上,实验室在中-英文产生的认知神经基础、双人博弈的EEG/ERP与计算机模型和网瘾大学生的认知活动及神经诱发电位等领域展开了相关研究;在脑电密码研究上,实验室采用事件诱发电位为主开展对身份识别技术研究。对脑电信号的相关研究中,脑电信号分析相关算法的研究一直是实验室的一个主要研究内容。
B. 便携式脑电采集设备与可穿戴式脑电应用终端设备的研究与设计。
便携式脑电信号采集头套的信号采集电极贴片是以固定式镶嵌在采集头套骨架处的额头顶端,用来直接与人的额头表皮接触,从而采集到佩戴者人脑在思维时的脑电信号,通过脑电信号放大器和蓝牙设备传输给连接该移动式脑电信号采集头套的外接适配器,可分析出脑电信号的状态,从而得出相应结果。该设备可与BCI中间件平台相连接,系统使用脑电采集帽、移动智能终端设备和BCI中间件平台向应用程序提供开发接口。在该系统中,硬件检测脑电波,滤波去掉噪音并放大结果信号。软件处理脑电波信号,基于对脑波信号的分析显示用户的精神状态并生成可用来控制游戏中类似人物角色的攻击力等变化信息的控制信号。
C. 基于脑电应用的软件框架与移动中间件的研发。
在该框架上可以实现读取脑信号、预处理脑信号、分析脑信号和解析脑信号,基于这些从大量用户那里采集来的脑电数据信号,我们可以实现各种不同类型的创意应用。该应用的系统架构由两部分组成。其中第一部分是客户端架构,基于智能操作系统之上的BCI中间件,该中间件封装了所有关于脑电采集,数据分析与特征识别,电极帽数据接口,应用程序接口等功能模块,隔离了硬件设备和BCI应用程序。第二部分是服务器端的架构,服务器端提供了用户中心、在线支付、应用程序下载等基本服务,同时还提供核心应用和第三方应用的服务器端程序。除去这两个接口模块以外,中间件中还含有模式库和算法库。
已配置目前脑电研究领域最完整,最先进的美国NeuroScan公司生产的64导脑电成像扫描系统;并专门显示器用于脑电刺激,和多台高性能电脑作为数据采集和分析使用。实验软件方面,拥有SCAN4.3脑电信号采集、分析软件;并具有NeuroScan设备接口的SDK开发包,专门用于EEG/ERP数据分析的python、matlab和用于实验模式开发的Visual.net编程平台等。
重点实验室建设的这两年完成的业绩如下:
发明专利申报11项,发明专利获批12项,软件著作权获批3项,实用新型专利获批3项。
出版专著一部,发表SCI论文12篇,CSCD核心论文1篇,中文核心论文2篇,省刊论文7篇。
各类型课题立项:科技厅1项,教育厅科技2项,开放基金项目5项,横向项目11项经费1089.5万。
各类型课题结题:国基金1项,省自科1项,教育厅科技4项,教育部产学研协同育人5项,校级与开放基金项目3项,横向课题2项经费100万元。
指导硕士研究生论文29人:其中博士1人,硕士28人。引进博士1人,硕士6人。