导读:本文包含了抓握运动论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:重复干扰,随机干扰,自适应
抓握运动论文文献综述
汪跃萍,王晴,朱云国[1]（2019）在《附加干扰下伸展抓握运动自适应研究》一文中研究指出本文采用基于连接函数(copula)的格兰杰因果(Granger Causality)来构建神经元与神经元间的连接网络,对随机与重复干扰情况下网络属性的差异进行分析。在重复和随机干扰的情况下,通过将聚类系数和效率进行对比,发现在重复干扰前期,由于对干扰的不适应,此时处理信息比较随机。通过一段时间学习适应,在干扰后期,网络属性中的效率保持平稳,聚类系数愈加接近无干扰的情况。说明重复干扰情况下,猕猴对重复干扰能够适应,为进一步研究神经元协同工作打下基础。(本文来源于《福建电脑》期刊2019年08期）
戴钧[2]（2019）在《猕猴抓握运动与触觉相关神经信息的采集、分析与解码研究》一文中研究指出脑-机接口(brain computer interface,BCI)技术通过脑神经信息的解码与输出,在大脑与外部设备之间建立起直接的信息交流与控制通道。根据脑神经信息采集方式的不同,脑-机接口可以分为非侵入式脑-机接口与侵入式脑-机接口,基于侵入式脑-机接口技术能够实现对智能假肢等外部设备的运动控制,结合皮层内微电刺激等方法能够实现虚拟触觉的重建,在面向瘫痪病人和截肢患者的运动、感觉康复领域具有重大的应用价值。随着神经科学技术的发展,在基于侵入式BCI的运动控制与触觉重建研究领域都已取得了诸多突破性进展。在以非人灵长类为对象的研究中已成功实现了对猕猴上肢运动神经信息的提取与解析并应用于对机械臂的控制,在面向瘫痪病人的研究中不仅已成功实现了通过瘫痪病人的大脑直接控制机械臂,而且成功实现了通过皮层内微电刺激向瘫痪病人提供直接的躯体感觉反馈。但是由于对运动控制和躯体感觉反馈神经信息活动规律的认识相对局限,现阶段面向运动控制的BCI仍然存在控制自由度少、控制精度低等问题,面向感觉反馈的BCI也存在重建触觉类型少、不自然等不足。为了解决这些问题,对运动、感觉相关的脑神经信息进行深入的研究是必需的,因此面向运动与触觉的神经信号采集与分析研究同样是BCI研究领域的重点之一。已有的研究虽然已经对运动相关的脑神经信息展开了深入的研究,但是大多数研究忽略了感觉相关脑区在运动过程中的作用,由于感觉和运动具有非常紧密的联系,对感觉神经信息在运动过程中的系统研究将有望提高运动控制BCI的控制精度;在触觉神经信息解析研究方面更是以被动的机械触觉为主,对主动触觉神经信息的系统研究则相对较少。通过对主动触觉神经信息的采集与解析将有望加深对触觉编码规律的理解,进而为电刺激编码重建虚拟触觉奠定理论依据。在神经信号解析的研究中,还有一个需要考虑的研究因素是预处理方法的选择。Spike sorting是一种常用的提取spike信号的预处理方法,但是由于spike sorting的执行过程非常费时且容易受到实验人员主观因素的影响,因此越来越多的研究开始关注替代spike sorting的预处理方法。阈值检测方法是一种能够替代spike sorting的预处理方法,但是对于阈值检测替代spike sorting后是否会引起解码性能的下降尚无定论,同时以往的研究局限于简单的行为范式和主要的运动脑区,已有的结论是否广泛适用尚待进一步的深入研究。为此,针对侵入式BCI研究领域中,复杂运动的研究较少、触觉解析类型单一等问题,本文首先设计搭建了更为复杂的面向猕猴的上肢抓握运动实验平台与主动触觉分辨实验平台,通过对应的行为范式分别对两只猕猴(猕猴B、H)进行行为训练。通过在猕猴多个脑区植入神经微电极,采集猕猴完成任务时相关脑区的神经信号,通过事件相关光栅图与动作电位发放直方图对单神经元的发放规律进行解析,通过支持向量机(SVM)解码器从单脑区和多脑区两个水平对运动方向和抓握感觉进行解码与对比,重点关注感觉相关脑区S1在运动过程的发放规律。针对以往对spike sorting方法和阈值检测方法解码性能的比较研究常常局限于简单的运动范式等问题,选用叁种不同的预处理方法——阈值检测(Threshold crossing,TC)、人工分选(Manual sorting,MS)和自动分选(Automatic sorting,AS)对神经信号进行预处理,从神经活动矩阵(Neural activity matrix,NAM)的样本分布、不同条件下信号解码的准确性和跨数据集解码的稳定性叁个方面系统比较TC、MS和AS的解码差异。在运动、感觉相关神经信号的采集与解析方面,研究发现在上肢运动过程中S1脑区存在与M1脑区发放特征相同的神经元,S1单脑区解码运动方向的准确率为85.66%±4.65%,与M1单脑区解码运动方向的准确率90.02%±7.44%相比不存在统计学差异,进而说明S1脑区参与了运动方向的编码过程。在抓握感觉过程中S1脑区神经元表现出典型的与皮肤形变相关的发放特征,单脑区解码抓握感觉的准确率高达96.03%±0.68%显着高于PPC单脑区的解码准确率。综合对比解码运动方向与抓握感觉时多脑区的解码准确率和单脑区的解码准确率,发现与运动或感觉直接相关单脑区的解码准确率基本都能达到与多脑区解码相当的水平,进而说明在信号解码过程中不同脑区对解码结果的贡献不同。在神经信号预处理方法对神经信号解码性能的影响研究方面,研究发现经TC处理后NAM的样本聚类效果最好,在大多数解码条件下,TC的解码准确率总能达到与MS和AS相当的水平或者要显着地高于MS和AS的解码准确率。解码脑区、解码时间窗、解码器的改变都无法显着影响TC、MS和AS解码准确率之间的相对关系,而检测阈值的降低会显着改变它们之间的相对关系。同时TC能够在不同的检测阈值和跨数据集解码中,保持更强的稳定性。综上所述,本研究建立了基于猕猴的上肢运动与触觉分辨行为训练平台,在猕猴的运动、感觉相关脑区成功植入多个神经微电极采集得到与抓握运动方向和形状触觉形成相关的神经信号。从单神经元层面对神经信号的活动规律进行解析发现S1脑区存在与M1脑区高度相关的神经元,S1脑区神经元的活动规律主要表现为与皮肤形变相关。通过单脑区和多脑区的解码结果可以发现,S1脑区参与了运动方向的编码过程,并且S1脑区是形成感觉信息的核心脑区,单脑区解码抓握感觉准确率与多脑区解码准确率相当。在神经信号的解码研究中,TC处理后的神经信号具有更好的解码稳定性,具有替代spike sorting进行神经信号解码的应用潜力。(本文来源于《军事科学院》期刊2019-05-31）
胡文婧[3]（2019）在《精准抓握动力学的感知运动控制研究》一文中研究指出人们的工作生活处处离不开双手的灵巧运动,其中精确抓握是最重要的手功能形式,是人类完成各种精细复杂的操作的基础。精确抓握的最简形式是由拇指和食指配合完成的。这一看似简单的运动形式内部蕴含着丰富且复杂的神经控制和感知运动机制,无论在基础研究还是临床上疾病诊断都有非常重要的研究价值。目前,关于精确抓握过程中手指动力学的感知运动控制机制,特别是受试者疲劳状态、抓握物体重心分布以及任务操作要求等多方面因素的关系还不明确。为此,本研究就此开展了一系列的基础研究,分别探究生理性因素、抓握物体因素以及任务因素对于健康成年人精准抓握感知运动动力学的影响。本文主要完成以下工作:(1)局部肌肉疲劳对于精准抓握运动的影响。由于长时间负荷导致局部肌肉疲劳,会引起人体功能产生退弱,精准抓握运动受疲劳作用会产生动作的协调性、准确度和灵活性下降。力量输出大小和波动性,以及表面肌电信号幅值和功率谱等常作为评价肌肉疲劳的参数。本研究设计了双手的运动性疲劳试验以及精准抓握测试,使用叁个参数对局部肌肉疲劳进行分析,分别计算了疲劳前后精准抓握运动指尖力量输出大小和波动性、指尖压力中心点以及手指力向量角度。结果显示单侧手疲劳对于低水平力输出(<5N)并无明显影响,对于压力中心点影响在双手疲劳效应没有一致性(左手疲劳无显着性影响),而力向量角度衡量肌肉疲劳具有较好的有效性,双手和双指均表现为力向量有更大偏离正压力方向的趋势。同时,运动性局部肌肉疲劳(外周性疲劳)没有表现出对侧转移的现象。(2)外部偏转力矩对于精准抓握运动的影响。精准抓握运动不仅需要实时的反馈调控,还需要根据经验和运动记忆进行前向预测。在抓握常见熟悉的物体时,根据经验可以实现准确和快速的精准控制,但是抓握陌生或视觉信息失误的抓握物体时,则会产生预测失误,需要通过重复抓握练习,不断学习和纠正错误预测,更新内部模型,使运动更加有效正确。本研究设计了重心偏置的物体,要求受试者在精准抓握中保持物体最小倾斜角。结果显示随着实验次数增加(2～3次),物体最大偏转角、补偿力矩以及补偿力矩达到理论值的时间间隔均达到理想状态且趋于稳定,显示了正确的前向预测和在线的后向反馈使运动抓握更加完善。同时对第4～6次试验数据(双指垂直切向力差dLF、压力中心点距离dCOP以及正压力GF)进行线性相关性分析,发现dLF和dCOP呈现显着负相关,体现了在精准运动抓握中感知运动的运动学和动力学控制融合。(3)运动视觉引导对于精准抓握运动的影响。环境、物体和人是构成一项任务的基本要素,而叁者之间的信息传递很多通过视觉反馈,精准抓握运动中,视觉提供抓握物体的信息帮助受试者进行抓握预测,同时结合触觉反馈和本体感知进行实时调控,本研究研究在移除实际抓握物体、手及前臂的运动视觉信息条件下,精准抓握运动中的动力学参数的变化,其中包括时间参数(够物期、预负载期、负载期时长),力学参数(最大负载力、最大捏力、安全边界)以及物体位置(叁方向坐标及变异系数)。结果显示视觉反馈主要影响抓握初期,尤其是够物期、预负载期以及提取过程中负载力最大值;而稳定保持期,每位受试者的安全边界没有受视觉因素的显着性影响,保持特异性。整体研究显示视觉反馈主要影响受试者对于抓握运动的信心和速度,以及抓握运动计划。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-10）
林磊同[4]（2019）在《抓握操作的多模式感知运动控制及在阿尔兹海默病早期诊断中的应用》一文中研究指出手的抓握运动在人们日常生活中占据重要作用。近年来抓握操作的感觉运动控制分析方法不断进步,主要集中于单一因素(大小,形状,重量等因素)的感觉运动控制,而对于视觉和触觉的多模式感知运动控制的研究相对较少。并且当今社会随着人口老龄化形式愈发严重,阿尔兹海默病(AD)的发病率也逐年上升,AD会造成不同程度的手功能运动障碍,在临床上对AD早期的诊断多集中于问卷调查,未能很好的预防该疾病的发生。因此,本论文的目的是研究视觉和触觉的多模式感知条件下大脑对手功能的运动控制、镜面系统下伸手抓取运动控制以及AD患者叁在维空间中伸手抓握运动学研究,发现了多感知条件下手运动的控制模式,对临床上AD的早期诊断和评估提供量化的行为学参数,具有重要意义。本文主要完成以下工作:1.镜面系统下伸手抓取运动学研究。手的运动控制需要整合环境因素、任务要求和人体的感觉信息。手的运动速度和协调性是衡量在不同的环境、任务以及感觉信息传入情况下的运动学信号。本研究设计了镜面系统下的伸手抓取运动学实验,主要包含叁种实验环境:(1)在无镜面条件下抓握真实物体,(2)在镜面条件下抓握真实物体——在物体镜像处放置真实物体,(3)在镜面条件下抓握虚拟物体——在物体镜像处不放置真实物体。然后将速度进行时间归一化,即将一个抓握周期重采样为1至100—共100个数据点。后续对比归一化之后叁种实验条件速度之间的差异性。结果表明物体的高度,真实和虚拟以及手的视觉反馈对手的运动速度都产生显着差异性(P<0.05)。同时,在对运动协调性方面发现在有视觉反馈情况下随着物体的高度的增加,运动协调性呈现负相关;在视觉反馈下,抓握相对较高的物体时,运动协调性最差。2.多感知条件下抓握倾倒一杯水的运动学研究。感觉系统是人们够物抓握操纵过程中的一个必不可少的成分。本研究中通过改变物体的视觉信息和触觉信息来探究左右手分别抓握倾倒一杯水时多感知融合下的运动控制。首先,视觉和触觉反馈的控制分别通过量杯的种类和液体的体积(200 ml VS 400 ml)来实现的。其次,根据抓握任务和时刻点将整个过程划分为四个阶段:抓握阶段、上提阶段、倒水阶段和回放阶段。并计算了每个阶段的持续时间,以及上升阶段、倒水阶段和回放阶段量杯偏转角度曲线的拟合斜率。结果发现在上升阶段和倒水阶段的持续时间随着液体质量的增加呈现正相关。同时,在抓握操作较重的量杯时(400 ml),上升阶段和倒水阶段的斜率值在左右手之间存在显着差异性(P<0.05),呈现左手的斜率值小于右手的趋势。物体的视觉反馈仅仅影响了上升阶段左手量杯偏转曲线的斜率值(p<0.05)。然而,够物、回放阶段的持续时间,以及回放阶段的斜率值在各因素之间没有显着差异性。3.基于叁维空间伸手抓取运动特征计算的AD早期诊断方法研究。AD患者的记忆功能降低以及视空间技能损害,出现手运动功能缺陷。抓握的准确性、精准度和变化性,以及手运动的平滑性能够很好的评估手功能运动。本实验设计了AD叁维空间的伸手抓取实验,采集了抓取过程中手的空间坐标。运动学参数包括:X、Y和Z方向上的位置和准确性,相对虚拟标记点的精准度和变化性,以及整个抓握周期中手的运动平滑度(spectral arc length,SPARC)。差异性结果表明:在X和Y方向上的位置对照组和健康组之间有显着差异性(P<0.05);健康者抓握的精准度明显高于患者,主要体现在X方向。同时,患者在抓握过程中拇指和食指确定的接触点与虚拟目标点的变化性显着增大。在对手运动平滑性分析中发现,患者组与对照组的差异性主要体现在无视觉条件下。这些结果反映AD降低抓握的准确性、精准度,并加大了运动的变化性,并使得运动平滑性降低,从而导致了AD患者手功能降低。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-10）
林磊同,李可,魏娜[5]（2018）在《抓握1杯水的感觉运动控制——视觉和触觉反馈的影响》一文中研究指出目的探索视觉和触觉反馈对抓握1杯水时运动性能的影响。方法 12位健康的受试者(6男,6女)参与实验。受试者被要求抓握1杯水,然后举起将水倒入空量杯中,保证不让水溅出。实验中包括两种不同的视觉条件(有视觉vs无视觉)和两种不同触觉反馈(200 mLvs 400 mL)。用运动捕捉系统来记录手和杯子的运动学信号。操纵轨迹划分为3个阶段(上提阶段-LP,倾倒阶段-PP和回放阶段-RP)。数据分析过程中计算每个阶段的持续时间和偏转角度的变化率。结果 持续时间无论是在视觉条件还是无视觉条件先,抓握重杯子与抓握轻杯子相比有着显着(本文来源于《第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编》期刊2018-08-17）
刘明进[6]（2017）在《人手抓握运动规律及其在机器人仿人手设计中的应用》一文中研究指出经历了数百万年的进化,人类拥有一双其他动物所无法比拟的灵巧手,而再造一双灵巧手成为近年来机器人研究领域不断追求的目标。但人手结构非常复杂,如何科学地再造人手是个挑战性的难题。本文围绕人手抓握功能的运动规律,探索赋予人手灵巧功能的结构特性,指导机械手的设计等问题展开系统深入的研究。主要的创新性研究如下:深入地分析人手抓取功能的协同运动策略,探明有利于人手运动协同的生物机械结构特性。通过大量的抓取运动数据研究发现,人手在完成日常丰富抓取任务时存在固有的运动协同关系。运用聚类分析等新方法,挖掘出人手大部分的运动协同关系,并根据获取的运动协同关系,从肌骨结构中找出保证人手运动协同的构造特性,为每一种运动协同关系找到明确的解剖学依据,建立起人手肌骨结构和协同运动策略之间的功能关系。构建手的操作功能评价模型,发掘人手指独特结构的功能优势。选取指尖操作这一人手最为复杂精细的操作任务建立手的操作功能模型,利用可操作椭球定义操作灵巧性并提出全局操作指标,建立操作功能的评价方法。通过该模型分别评估人手指结构和一些机械手指结构的功能差异,揭示了人手指结构的功能优势。研究发现在考虑关节运动范围存在约束时,相比于一些机械手指的两关节结构形式,人手指的叁关节结构形式拥有非常好的操作灵巧性。此外,人手指中由于肌腱约束引起的近端指间关节和远端指间关节的运动耦合并不会很大程度地限制手的功能。这些研究结果表明人手形成指间运动耦合的叁关节手指结构很可能代表一种有益的策略,即叁关节结构形式保证功能性的同时,利用指间运动耦合机制简化控制。通过对人手和其他类人猿手进行比较分析,探明赋予人手灵巧操作能力的形态结构特性。利用收集的指节长度形态数据和构建的手操作功能模型,分别评估比较了人手和其他类人猿手的灵巧操作能力,建立指节长度形态结构与操作功能之间的关系。研究发现在所有类人猿物种中,人手的形态结构最适合于操作,结构本身赋予人手卓越的操作潜力。运用进化学分析,进一步揭示了人手形成灵巧操作能力的演化规律,探明人的手是和脑共同进化,促进操作能力的提升。人与黑猩猩进化分离后,手沿着拇指的掌骨和指骨都相对伸长而食指的掌骨和指骨都相对缩短的方向不断演化,形成了适合于操作的独特形态结构。应用前面对人手结构的功能认知研究成果,提出了一种功能仿生的机械手设计方案,即只需复现有利于人手功能的结构特性,而不必完全仿照人手的生物结构。基于提出的设计方案并根据假肢应用的工程需求对驱动器个数进行合理简化,设计出一款4驱动16关节的仿人机械手。相比于课题前期设计的机械手,本文应用功能认知研究成果指导设计的机械手结构紧凑,能复现人手丰富的抓握功能。抓握实验结果证实了提出的机械手设计方法的有效性。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-11-23）
苏远,付倩[7]（2014）在《手抓握运动控制》一文中研究指出抓握是手的重要功能,而手抓握控制在生理学、神经科学、康复医学领域等都有很重要的作用,本文通过查阅相关文献,介绍手抓握运动控制的研究现状,为将来进一步研究提供理论依据。(本文来源于《当代体育科技》期刊2014年09期）
吴伟国,席宝时[8]（2013）在《叁自由度欠驱动机器人抓握目标杆运动控制》一文中研究指出为解决Acrobot等一类欠驱动机器人依靠励振与其他控制方法相结合不能实现可靠抓握目标杆运动控制的问题.提出欠驱动机器人大阻尼非完整约束概念,研究稳定抓握目标杆的控制策略与方法.设计专用于此类机器人的手爪,该手爪可抓紧支撑杆构成大阻尼非完整约束状态;提出利用快速摇起阶段的励振控制与大阻尼状态下退转反馈控制相结合实现欠驱动机器人稳定抓握目标杆的控制策略,并进行控制器设计;利用ADAMS与MATLAB软件建立叁自由度欠驱动机器人联合仿真控制系统模型.仿真结果表明,该方法可实现可靠的抓握目标杆运动控制,验证了该机器人各关节的驱动能力以及所提出控制策略的有效性.(本文来源于《哈尔滨工业大学学报》期刊2013年11期）
宋士英[9]（2013）在《低频穴位电刺激结合强制性运动促进中风后手抓握研究》一文中研究指出目的：针对中风后上肢运动功能障碍难以恢复的问题,改进现有的治疗方法,采用表面肌电客观评价低频穴位电刺激结合强制性运动疗法与电针对手抓握功能的影响,旨在为临床寻求一种更有效的治疗方法提供根据并验证临床疗效。方法：选择符合标准的脑卒中患者60例,随机分为两组,在常规康复的基础上,对照组给予电针治疗,波形为2Hz连续波,刺激强度以肉眼可见肌肉收缩为度,每次治疗30分钟；治疗组先采用低频穴位电刺激,给予50Hz断续比为1：1的断续波,刺激强度以出现拇指内收四指屈曲、拇指外展四指伸展两组动作交替为度,每次治疗30分钟,然后采用强制性运动疗法,限制健侧肢体使用,强迫患者患肢作握杯子、握笔、拾物以及和日常生活相关的穿衣、刷牙、系扣等训练,每个动作重复10～15次,每次治疗30分钟,两组都选取手叁里、外关、鱼际、大陵、内关、灵道穴。采集患者患肢的疗前、疗后手做拇指内收四指屈曲、拇指外展四指伸展动作时的伸、屈肌群的sEMG信号,提取最大值(MAX)、均方根值(RMS),采用MAX、RMS、手关节活动度(ROM).Fugl-Meyer量表(上肢).BarthelADL指数、并根据神经功能缺损评分(上肢)计算有效率作为疗效判定指标结果：1.低频穴位电刺激结合强制性运动组与电针组患者患侧疗后伸、屈肌群的MAX.RMS较治疗前均有显着性差异(p<0.01),且治疗组患侧MAX、RMS的差值较对照组有显着性差异(p<0.01),治疗组优于对照组。2.低频穴位电刺激结合强制性运动组与电针组患者疗后Fugl-Meyer量表,Barthel ADL指数与治疗前比较均有显着性差异(p<0.01),且治疗组患侧Fugl-Meyer量表、Barthel ADL指数评分的差值较对照组有显着性差异(p<0.01),治疗组优于对照组。3.低频穴位电刺激结合强制性运动组与电针组患者疗后手关节活动度(ROM)评分比未治疗前存在明显差异(p<0.01),结果显示治疗组优于对照组。4.低频穴位电刺激结合强制性运动组与电针组患者治疗后神经功能缺损评分较疗前有显着性差异(p<0.01),治疗组优于对照组。结论：1.低频穴位电刺激结合强制性运动疗法与电针疗法可提高手部及上肢伸、屈肌群收缩功能和单位时间内的做功能力,从而提高患侧伸、屈肌肌力,改善上肢运动功能。2.低频穴位电刺激结合强制性运动疗法与电针疗法均可改善上肢日常生活能力,对恢复手抓握功能疗效肯定,但低频穴位电刺激结合强制性运动疗法要优于电针疗法。(本文来源于《黑龙江中医药大学》期刊2013-06-01）
席宝时[10]（2013）在《叁自由度仿猿双臂手欠驱动抓握桁架杆运动控制研究》一文中研究指出仿生机器人将有关生物学原理应用于机器人系统的设计与研究中，将对机器人科学与技术起到巨大的推动作用。本文模仿长臂猿在树枝间悬臂运动过程，设计了一台叁自由度仿猿双臂手机器人，并将悬臂运动等效于抓握桁架杆运动，机器人起始位置抓住支撑杆时，由于抓杆处无驱动器构成了一个欠驱动关节。那么如何驱动机器人向前运动，使得末端手爪准确可靠抓握目标桁架杆就成为一个难题，本文从此出发展开了研究。本文分析了叁自由度仿猿双臂手机器人在桁架环境过程中的运动过程。在实验室已有两杆机器人基础上，增加了腕关节结构，并改进了可镶嵌在手爪内测量其围绕支撑杆退转位移的摩擦轮机构，使其构成为叁自由度仿猿双臂手机器人。将机器人抓握桁架杆运动过程划分为励振阶段与抓握阶段，将并根据运动阶段的划分，分阶段进行了运动学分析与动力学分析。针对本机器人的抓握桁架杆运动控制提出了一种新的控制策略。励振阶段采用参数激励方法，并采用非线性优化的方法得到了最优励振轨迹，实现了快速摇起。切换为抓握阶段后使得欠驱动手爪会抓紧支撑桁架杆使得机器人处于大阻尼非完整约束状态，此时欠驱动关节退转速度缓慢，肘关节与腕关节迅速补偿退转位移，使其可靠抓握目标桁架杆。本文建立了基于ADAMS-MATLAB联合仿真控制系统，进行了控制仿真实验，实验结果表明所提出的的控制策略能可靠地抓握目标杆，为此类机器人研究提供了新的思路。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-06-01）
抓握运动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
脑-机接口(brain computer interface,BCI)技术通过脑神经信息的解码与输出,在大脑与外部设备之间建立起直接的信息交流与控制通道。根据脑神经信息采集方式的不同,脑-机接口可以分为非侵入式脑-机接口与侵入式脑-机接口,基于侵入式脑-机接口技术能够实现对智能假肢等外部设备的运动控制,结合皮层内微电刺激等方法能够实现虚拟触觉的重建,在面向瘫痪病人和截肢患者的运动、感觉康复领域具有重大的应用价值。随着神经科学技术的发展,在基于侵入式BCI的运动控制与触觉重建研究领域都已取得了诸多突破性进展。在以非人灵长类为对象的研究中已成功实现了对猕猴上肢运动神经信息的提取与解析并应用于对机械臂的控制,在面向瘫痪病人的研究中不仅已成功实现了通过瘫痪病人的大脑直接控制机械臂,而且成功实现了通过皮层内微电刺激向瘫痪病人提供直接的躯体感觉反馈。但是由于对运动控制和躯体感觉反馈神经信息活动规律的认识相对局限,现阶段面向运动控制的BCI仍然存在控制自由度少、控制精度低等问题,面向感觉反馈的BCI也存在重建触觉类型少、不自然等不足。为了解决这些问题,对运动、感觉相关的脑神经信息进行深入的研究是必需的,因此面向运动与触觉的神经信号采集与分析研究同样是BCI研究领域的重点之一。已有的研究虽然已经对运动相关的脑神经信息展开了深入的研究,但是大多数研究忽略了感觉相关脑区在运动过程中的作用,由于感觉和运动具有非常紧密的联系,对感觉神经信息在运动过程中的系统研究将有望提高运动控制BCI的控制精度;在触觉神经信息解析研究方面更是以被动的机械触觉为主,对主动触觉神经信息的系统研究则相对较少。通过对主动触觉神经信息的采集与解析将有望加深对触觉编码规律的理解,进而为电刺激编码重建虚拟触觉奠定理论依据。在神经信号解析的研究中,还有一个需要考虑的研究因素是预处理方法的选择。Spike sorting是一种常用的提取spike信号的预处理方法,但是由于spike sorting的执行过程非常费时且容易受到实验人员主观因素的影响,因此越来越多的研究开始关注替代spike sorting的预处理方法。阈值检测方法是一种能够替代spike sorting的预处理方法,但是对于阈值检测替代spike sorting后是否会引起解码性能的下降尚无定论,同时以往的研究局限于简单的行为范式和主要的运动脑区,已有的结论是否广泛适用尚待进一步的深入研究。为此,针对侵入式BCI研究领域中,复杂运动的研究较少、触觉解析类型单一等问题,本文首先设计搭建了更为复杂的面向猕猴的上肢抓握运动实验平台与主动触觉分辨实验平台,通过对应的行为范式分别对两只猕猴(猕猴B、H)进行行为训练。通过在猕猴多个脑区植入神经微电极,采集猕猴完成任务时相关脑区的神经信号,通过事件相关光栅图与动作电位发放直方图对单神经元的发放规律进行解析,通过支持向量机(SVM)解码器从单脑区和多脑区两个水平对运动方向和抓握感觉进行解码与对比,重点关注感觉相关脑区S1在运动过程的发放规律。针对以往对spike sorting方法和阈值检测方法解码性能的比较研究常常局限于简单的运动范式等问题,选用叁种不同的预处理方法——阈值检测(Threshold crossing,TC)、人工分选(Manual sorting,MS)和自动分选(Automatic sorting,AS)对神经信号进行预处理,从神经活动矩阵(Neural activity matrix,NAM)的样本分布、不同条件下信号解码的准确性和跨数据集解码的稳定性叁个方面系统比较TC、MS和AS的解码差异。在运动、感觉相关神经信号的采集与解析方面,研究发现在上肢运动过程中S1脑区存在与M1脑区发放特征相同的神经元,S1单脑区解码运动方向的准确率为85.66%±4.65%,与M1单脑区解码运动方向的准确率90.02%±7.44%相比不存在统计学差异,进而说明S1脑区参与了运动方向的编码过程。在抓握感觉过程中S1脑区神经元表现出典型的与皮肤形变相关的发放特征,单脑区解码抓握感觉的准确率高达96.03%±0.68%显着高于PPC单脑区的解码准确率。综合对比解码运动方向与抓握感觉时多脑区的解码准确率和单脑区的解码准确率,发现与运动或感觉直接相关单脑区的解码准确率基本都能达到与多脑区解码相当的水平,进而说明在信号解码过程中不同脑区对解码结果的贡献不同。在神经信号预处理方法对神经信号解码性能的影响研究方面,研究发现经TC处理后NAM的样本聚类效果最好,在大多数解码条件下,TC的解码准确率总能达到与MS和AS相当的水平或者要显着地高于MS和AS的解码准确率。解码脑区、解码时间窗、解码器的改变都无法显着影响TC、MS和AS解码准确率之间的相对关系,而检测阈值的降低会显着改变它们之间的相对关系。同时TC能够在不同的检测阈值和跨数据集解码中,保持更强的稳定性。综上所述,本研究建立了基于猕猴的上肢运动与触觉分辨行为训练平台,在猕猴的运动、感觉相关脑区成功植入多个神经微电极采集得到与抓握运动方向和形状触觉形成相关的神经信号。从单神经元层面对神经信号的活动规律进行解析发现S1脑区存在与M1脑区高度相关的神经元,S1脑区神经元的活动规律主要表现为与皮肤形变相关。通过单脑区和多脑区的解码结果可以发现,S1脑区参与了运动方向的编码过程,并且S1脑区是形成感觉信息的核心脑区,单脑区解码抓握感觉准确率与多脑区解码准确率相当。在神经信号的解码研究中,TC处理后的神经信号具有更好的解码稳定性,具有替代spike sorting进行神经信号解码的应用潜力。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
抓握运动论文参考文献
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