表面肌电与三轴信息融合的运动判断实验

为了提高基于表面肌电与三轴加速度信号的运动识别准确率,提出了一套多源信息融合处理的实验流程与方法。该方法利用5层离散小波变换对表面肌电信号进行分解,充分提取不同运动产生的肌电信号中各频域的特征信息;再将分解后的表面肌电信号与三轴加速度信号通过滑动窗口的方法进行特征融合,构造融合肌电与空间运动特征的特征图;最后用融合特征图对深度学习模型进行训练,并结合自动状态机进行最终运动状态的识别。实验结果表明,多源信息融合处理方法可以提高运动识别的准确性,总体识别精度分别达到了95.4%和89.2%。该方法在实时性与准确性上均有良好表现。     

应用sEMG评价股外侧肌疲劳的实验研究

运用表面肌电对股外侧肌运动进行测试,通过对sEMG指标iEMG值和P-P峰值的采集,判断股外侧肌疲劳的程度并探讨产生疲劳的机理。方法是以30%、60%、90%MVC负荷强度坐在肌力凳上采取向心、等长和离心收缩进行下肢负重伸膝运动,并同步进行表面肌电图测量。结论是sEMG能较好地反映人体肌肉运动疲劳的状态。     

基于虚拟仪器的肌电信号处理方法研究

根据肌肉收缩力量的大小取决于运动神经纤维传出动作电位频率的特征,采用功率谱比值法对表面肌电信号(SMES)进行特征提取,并通过Labview编程实现算法,计算功率谱中最大值附近一定范围内的能量占整个功率谱能量的比值K。经过多次实验,可以实现根据K值来有效地识别肌肉动作模式。采用虚拟仪器技术可提高测量精度,降低成本,减少计算工作量。     

基于分形维前臂动作表面肌电信号的分类

通过分形维对表面肌电信号进行识别分类.在30个健康志愿者做前臂内旋和外旋时,从他们的右前臂肌前群分别采集2类动作表面肌电信号.当原始动作表面肌电信号用小波包变换分解成几个子信号后,采用一种基于模糊自相似性的方法计算原始信号和4个子信号的分形维.结果表明:从频带0～125 Hz的子信号求得的内旋和外旋动作表面肌电信号的分形维有各自的范围;通过该分形维进行Bayes决策时,错误识别率仅2.26%.因此,该分形维适合用来识别内旋和外旋动作表面肌电信号.     

重复性外周磁刺激对脑卒中瘫痪上肢屈肘肌痉挛的影响

目的观察重复性外周磁刺激(repetitive peripheral magnetic stimulation,rPMS)联合常规治疗对脑卒中患者瘫痪侧上肢屈肘肌痉挛的影响。方法选取2019年9月至2020年9月在泰州市人民医院康复医学科接受康复治疗的脑卒中瘫痪上肢屈肘肌痉挛患者60例,随机分为实验组及对照组各30例。两组患者均给予常规治疗,实验组患者在此基础上给予重复性外周磁刺激治疗,对照组则给予假磁刺激治疗。在治疗前和治疗4周后选用改良Ashworth量表(modified Ashworth scale,MAS)对肌张力分级进行评估,选用表面肌电仪检测肱二头肌肌电积分值(iEMG)对痉挛情况进行判断,选用Fugl-meyer量表上肢部分(Fugl-Meyer motor assessment scale of Upper Extremity,FMA-UE)对患者上肢运动功能情况进行评估,选用改良Barthel指数(MBI)对患者日常生活活动能力情况进行评估。结果治疗4周后,组内比较,实验组及对照组患者Ashworth分级均较治疗前下降(P<0.05);两组患者肱二头肌iEMG值均较治疗前降低(P<0.05);两组患者FMA-UE评分、MBI评分均较治疗前升高(P<0.05);组间比较,实验组治疗后的上述疗效指标改善情况均较对照组更为显著,组间差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论重复性外周磁刺激联合常规治疗可以更有效地减轻脑卒中后瘫痪肢体上肢屈肘肌痉挛,并且提高患者上肢运动功能及日常生活活动能力。     

面向太空服务机器人感知的多模式微型化人机交互接口技术研究

《面向太空服务机器人感知的多模式微型化人机交互接口技术研究》项目,是在先期“基于脑机接口技术的服务机器人系统研究”等项目的基础上,重点研究基于脑电、肌电生物电信号及语音信号的多模式、微型化、智能化的人机交互接口系统;快速、可靠地提取并识别脑电、肌电、语音信号,将之转换为太空服务机器人的作业任务和动作指令;     

三个经典电生理实验刺激参数的设定

设置合适的刺激参数是电生理实验成功的重要前提.本文借助Pclab-430C生物医学信号采集处理系统,探究了"牛蛙坐骨神经干动作电位测定"、"牛蛙腓肠肌收缩特点"、"牛蛙心肌期外收缩与代偿间歇"三个经典电生理实验的阈刺激参数范围.结果表明:牛蛙坐骨神经干兴奋与腓肠肌兴奋的阈刺激强度差异不显著,而心肌产生兴奋需要的阈刺激比神经干和腓肠肌产生兴奋所需阈刺激强(p<0.01).心肌兴奋的最小阈刺激波幅(y)与波宽(x)符合y=2.766 9x-0.474(R2=0.936 5)关系.引起神经干兴奋及腓肠肌兴奋的电刺激基强度值均为(0.010±0.000)v;而引起心肌产生期外收缩的基强度值为(0.521±0.088)v.建议在蛙神经干动作电位和腓肠肌收缩特性实验中,将单刺激波宽设置在0.1~0.5 ms之间的一个值,波幅可从0.01 v逐渐增大;蛙心期外收缩实验中,建议将单刺激的波宽设置为1~5 ms之间的一个固定值,波幅从0.5 v逐渐增大.     

表面肌电在体育运动中的运用

肌电是指骨骼肌在兴奋时通过肌纤维动作电位的产生和传导而产生的电位变化.表面肌电信号的检测分析对临床诊断及康复医学、运动医学、生物工程和体育等诸多领域的研究具有重要意义.文章在参考国内外相关文献资料基础上,对肌电研究的现状、意义进行综述,以期为运动训练和体育科研提供一定的参考依据.     

基于EMD的运动想象脑电特征提取与识别

针对运动想象脑电特征的提取与识别,提出了一种采用经验模态分解(EMD)提取脑电信号能量特征与幅值特征的分类识别方法。首先用时间窗对脑电信号进行细分;然后利用EMD方法对细分后的数据进行分解,取前三阶的固有模态函数分量(IMF),提取能量和平均幅值差作为特征向量;最后,使用支持向量机对左右手运动想象进行分类识别。多次仿真试验数据表明,分类准确度达到88.57%,证明了该方法有效、适用。     

油气管道检测机器人避障运动控制算法研究

针对油气管道专用检测机器人运动控制系统进行研究。在深入分析管道内机器人运动特性的基础上,利用基于模糊控制与神经网络控制的环境自学习网络方法对环境信息进行学习判断。利用模糊神经网络方法对管道机器人的运行轨迹进行自学习跟随,同时解决了管道机器人障碍物识别与规避的问题。仿真结果表明,该方法能够实现管道机器人的环境识别、路径跟随与障碍物识别等功能,符合管道检测的实用要求,具有较高的实际应用价值。     

全能运动员无氧耐力项目赛后快速恢复方法的生理学分析

无氧耐力项目供能的主要途径是无氧酵解系统,其主要代谢终产物是引起机体疲劳的乳酸,通过测试8名全能运动项目一级运动员的一次极量负荷后,致使乳酸高浓度堆积.观察采用大、中、小强度恢复性运动消除体内乳酸速率的情况,探寻赛后乳酸快速清除、消除疲劳的最佳负荷范围.结果表明:清除乳酸最有效的运动强度为乳酸阈强度,心率范围在150-160次/min之间,运动持续时间约为10min.     

疲劳收缩过程中EMG信号规则度增加的检测

研究了肌肉静态及动态收缩过程中表面EMG信号演化模式的变化,发现了疲劳进程中肌电信号趋于规则性变化的规律,信号的所有规则性演化模式之和（以Dreg表示）的增加反映了该规律.与传统的疲劳指标相比,Dreg在刻画不同人体的肌肉疲劳时变异性更小.此外,基于时域的Dreg的计算可以避免传统频域指标的使用局限性.EMG信号规则度增加的发现,不仅为检测疲劳进程中EMG信号的变化提供了一种新的简易方法,更为以往工作中通过非线性指标（包括熵和复杂度等）来评估肌肉疲劳提供了有力的证据.介绍的信号规则度检测方法同样适用于其他生理电信号.     

视频监控系统中监控目标运动矢量计算

智能视频监控系统借助计算机图像处理、模式识别等技术,可以在无人值守情况下,实时检测监控场景下的运动目标,并对其跟踪和行为理解．这主要涉及动态目标识别和在此基础上动态目标运动矢量的计算问题,本文就这两个问题的实现方法进行了详细研究和论述．     

核心及功能性力量训练的概念释义与机制探究

功能性训练是一种Functional Path的训练,核心稳定训练是功能性训练的内容之一。鉴于运动训练实践中,存在着对核心及功能性力量训练概念理解的歧义,功能作用及运行机制认知的肤浅,核心稳定训练与传统的阻力训练实效的争鸣等现象。本研究通过核心肌群基本概念阐述、运动表现的效益界定以及在运动训练上实效的论证。研究表明：核心肌群为脊椎稳定的提供基础,按其属性分为整体性稳定肌群与局部性稳定肌群,其中腹内压与脊椎稳定性存在显著性关联：核心肌群在运动训练中可以显著提高力量输出功率及动力链上的功效,减少伤害因子及增进训练效益;核心肌群及功能性训练针对迥异的运动项目在实际操作环节上应区别对待。     

疲劳驾驶识别及干预实车实验平台的研制

本文研制了疲劳驾驶识别及干预实车实验平台,包含模拟驾驶、疲劳识别、疲劳干预三个子系统。模拟驾驶系统保留易驾星模拟驾驶器测控主板及显示系统,增加嵌入式系统。通过驱动电路控制支撑汽车底盘的电动千斤顶模拟道路振动;六轴加速度计采集方向盘转角信号经嵌入式系统进行转换,匹配原系统输出信号。疲劳识别系统使用摄像头、加速度计、心电仪、脑电仪等识别驾驶员疲劳状态。疲劳干预系统着重气味干预,兼有声音、振动、冷风、靠背角度调节等多种手段。各功能实现均在嵌入式系统协调下完成,经验证达到了预期效果。     

基于LabVIEW的氢电综合供应微能源网监控系统北大核心

氢电综合供应微能源网通过可再生能源发电、制氢,实现电能和氢能的可靠供应,是降低碳排放量的手段之一。为确保能源供应系统安全稳定运行,分析系统内设备功能及运行方式,基于LabVIEW软件平台开发了一款能源供应监控系统。根据设备实时运行方式建立设备运行状态动画模拟,以微能源网优化调度结果作为监控系统输入数据,建立输入数据与设备动画模型的关系。通过动态刷新调度数据,实现各种设备运行状态的动态展示。该监控系统可动态展示微能源网中设备的各项运行参数,同时实现绘制设备实时出力曲线图的功能。     

在线学习系统中情感识别模块的设计与实现

针对目前在线学习中存在的“情感缺失”现象,该文结合建构主义、后现代主义教育理论的思想,提出一种具有情感状态评价和教学流程再造功能的在线学习系统模型.本原型系统利用表情识别和疲劳状态检测等技术设计并实现了情感识别模块,该模块注重教学过程中学习者的情绪情感,较好的实现了情感状态评价功能,增强了在线学习环境中的情感互动,为在线学习系统动态地进行教学流程再造提供了技术支撑.     

基于机器学习的抑郁症特征提取与实现北大核心

文章将抑郁症脑电识别作为“云计算与数据挖掘”课程的实验内容,设计了利用机器学习进行抑郁症脑电识别诊断系统,利用信号处理方法进行脑电特征提取。时域采用基于统计特征的近似熵及非线性特征的模糊熵、频域采用基于脑电波段划分的功率谱密度进行特征提取,用以更加精准地提取抑郁症患者的脑电信号特征。最后利用机器学习方法,实现了对抑郁症的快速客观诊断。实验采用Python语言实现,实验结果表明近似熵特征取得了最佳分类结果。     

中医外疗法在运动疲劳康复中的应用探究——以某市自行车运动训练队为研究对象

目的:探究中医外疗法在自行车运动队训练后康复中的效果。方法:随机抽取河南省某市自行车运动队员38名分两组,治疗组和对照组个19名,大强度运动训练结束,休息1小时后,治疗组采用刮痧或拔罐、艾灸治疗45分钟左右,第二天观察对比两组结果,通过自我感觉评分表做出记录判断。结论:采用中中医外疗法刺激其相应穴位,减轻运动员肌肉酸痛症状、缓减疲劳、稳定情绪,修复肌肉群中微结构,加快运动员疲劳部位肌肉超量恢复,提高运动能力作用。     

基于MPU6050传感器的人体哑铃动作识别系统的设计

本文设计了一种基于MPU6050传感器的人体哑铃动作识别系统.系统以MPU6050角速度传感器作为运动检测部件,采用ATmega328p系列的AVR单片机为主控核心,并根据哑铃上下运动时手腕翻转的角速度特征,识别用户运动个数,并通过OLED实时显示出来.实验结果表明,系统实现了自动检测运动量功能,方便用户了解自身运动情况,以便制定合理的健身计划.