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IECUBE-3831集成电路多功能实验基础平台
IECUBE-3831集成电路多功能实验基础平台是一个用于选择集成电路基础实验方案的主控平台,内置半导体器件&工艺等各类仿真器和模型,与IECUBE-3832实验用半导体参数分析仪配合使用构成完整实验平台。
北京曾益慧创科技有限公司 2022-07-08
一种通过scout ESI和CNN解码EEG运动想象四分类任务的新方法
导读东北电力大学和长春理工大学研究团队开发并实现一种结合脑电图源成像(ESI)技术和卷积神经网络(CNN)的新方法,以对运动想象(MI)任务进行分类。ESI技术采用边界元法(BEM)和加权最小范数估计(WMNE)分别解决EEG的正向和逆向问题。然后在运动皮层中创建十个scout来选择感兴趣的区域(ROI)。研究者使用Morlet小波方法从scout的时间序列中提取特征。最后,使用CNN对MI任务进行分类。实验结果:在Physionet数据库上的整体平均准确率达到94.5%,分别对左拳头、右拳头、双拳和双脚的单个准确率达到95.3%、93.3%、93.6%、96%,采用十倍交叉验证进行验证。研究人员表示,他们的研究成果与最先进的MI分类方法的结果相比,总体分类增加了14.4%。研究者为验证方法的有效性,加入了4个新的受试者进行验证,发现总体平均准确率为92.5%。此外,全局分类器适应单一对象,整体平均准确率提高到94.54%。研究者表示,他们提出的结合scout ESI和CNN的方法,提高了脑电解码四类MI任务的BCI性能。系统框架图1 系统框架图系统框架如图1所示。原始数据来自国际10-10系统的64个电极(不包括Nz、F9、F10、FT9、FT10、A1、A2、TP9、TP10、P9和P10电极),并以每秒160个样本的速度采集。根据国际10-10系统从64个通道采集原始脑电图,并使用BCI2000系统进行记录。记录的数据被分为四个独立MI任务包括左拳MI,右拳MI,双拳MI和双脚MI。首先,由于ERD在执行运动想象时在alpha和beta中不同,因此使用FIR滤波器对EEG进行了8 Hz至30 Hz的带通滤波。然后,通过计算包含正问题和逆问题的源,将传感器空间的活动转化为源空间的活动。接下来,创建scout并提取特征。研究者在运动皮层中创建了10个scout,因为我们只关心与运动相关的活动。十个scout中的每一个都代表了可用源空间中的一个感兴趣的区域(ROI),并且是定义在皮层表面或头部体积上的偶极子的子集。左脑的scout称为L1、L2、L3、L4、L5,右脑的scout称为R1、R2、R3、R4、R5。利用JTFA从10个scout的源时间序列中提取特征。最后,利用CNN对时频图进行分离并进行分类。实验在实验中,研究人员仅使用了随机选择的十个受试者的MI trail (S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14)。这里用于分析的数据集包含每个受试者84次试验,每一类包含21次试验。在记录64通道脑电图时,受试者执行了不同的运动想象任务。每个受试者针对以下四个任务中的每一个执行了3轮21试验:当目标出现在屏幕左侧时,受试者想象打开和合上相应的拳头,直到目标消失。然后受试者放松。当目标出现在屏幕的右侧时,受试者想象打开和合上相应的拳头,直到目标消失。然后受试者放松。当目标出现在屏幕顶部时,受试者想象打开和合上双手的拳头,直到目标消失。然后受试者放松。当目标出现在屏幕底部时,目标会想象双脚张开和合拢,直到目标消失。然后受试者放松。为了统一数据维数,研究者选择了4s的数据,因为每次想象任务的执行时间都在4s左右。此外,脑电图任务是分开的,研究人员在实验中将左拳,右拳,双拳和双脚MI任务分别称为T1,T2,T3和T4。图2 scout命名左右运动想象的scout分别命名为L1、L2、L3、L4、L5、R1、R2、R3、R4、R5,如图2所示。10个scout每一个都被扩展到40个顶点,每个顶点只有一个源。L1区域对应40个信号,其他scout也一样。在计算了来源后,研究者在运动皮层中创建了十个scout,如图3所示。图3 创建10个scout使用ESI计算十个受试者(S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14)每次试验的四个任务(T1、T2、T3、T4)的源。对于这四项任务中的每一项,每个受试者每次都要进行7次测试(#1,#2,#3,#4,#5,#6,#7)。展示了第一个步的10个被试的10个scout的4项任务的来源。然后提取10个scout的时间序列进行进一步分析。特征提取在计算源之后,研究人员在运动皮层中创建了包含40个源的10个scout,并提取了scout的时间序列。如图4所示为提取R5 scout时间序列作为示例。图的右边显示了R5 scout的时间序列。本文利用小波变换从scout时间序列中提取特征。图4 提取R5 scout时间序列作为示例在这项研究中,研究者提出利用CNN来解决运动想象任务分类的问题。该模型基于Schirrmeister等提出的Deep ConvNet架构,该网络模型由一个六层卷积网络组成,其中两个最大池层和三个全连接层,如图5所示。图5对于Physionet数据库,研究者首先采用Deep ConvNet架构,包括四个卷积层、四个最大池层和一个全连接层。在实验中,研究者依据经验使用两个最大池化层。并尝试了不同数量的卷积层和完全连接层。时频图利用Morlet小波方法得到了scout的特征。对于每个任务,R5 scout的时频图如图6所示。包含时间和频率互补的时频分析方法提供了时域和频域的联合分布信息,清晰地描述了信号频率与时间的关系。图6 R5 scout的时频图显然,只有部分时频映射是红色的,表明每个任务只对特定的频率和时间敏感。由于图的数量比较大,研究者使用CNN来选择和学习这些图中最基本的特征。研究人员随机选择了几个样本,并将一些特征图可视化,作为MI任务的学习表示,如图7所示。图7为了获得有效的结果,将数据集分为90%作为训练集,其余10%作为测试集。首先,将十个受试者的数据集(总共19320个样本)分为17388个样本以训练所提出的CNN模型,以及1932个样本以验证模型的有效性。在实验中,研究者还选择了另外四个受试者的数据集以增加数据集的规模(27048个样本),其中24343个样本是训练集,其他样本是测试集。在选定的scout上对所提出的CNN架构进行了十次训练和测试,以验证所提出模型的鲁棒性。图8(a)显示了10个scout中每个的全局平均精度。图8 统计结果R5的全局平均精度最高,达到94.5%,而L2的全局平均精度最低,为91.3%。对应L1、L3、L4、L5、R1、R2、R3、R4的整体准确率分别为92.4%、92.5%、93.6%、91.9%、93.0%、91.8%、92.1%、92.6%。所有scout的总体精度均在91%以上,标准差均在0.20%以下。图8(b)显示了十个scout中每个scout四个MI任务的组级统计结果及其标准差。一般来说,R5表现的要比其他的好,而L2在迭代2000中表现最差。标准差较小,说明这些精度更接近平均值且稳定。图9 统计结果图9(a)显示了带有标准差的混淆矩阵,说明了group level分类结果。T1、T2、T3和T4的全局平均精度峰值分别为95.3%、93.3%、93.6%和96.0%。R5 scout的四个MI任务中的每一个都如图9(b)所示。通过改变训练集和测试集顺序的10次试验,确定了scoutR5的性能,结果如图10(a)和(b)所示。在10次试验中,scout R5的T1、T2、T3、T4的平均准确率分别为93.3%、93.8%、94.2%、94.1%。换句话说,四个任务中每一个的平均准确率都超过了93%。全局平均准确率为93.7%。10次试验结果表明,该方法对scout R5的分类效果较好。从以上结果可以清楚地看出,R5 scout在四种MI任务的分类中扮演着最重要的角色。因此,选择R5对四个MI任务进行分类。图 10图11. (a)是不同模型的全局平均准确性的比较。可以发现,该研究提出的模型可以达到最大的精度。从图11. (b)不同模型的ROC曲线可以看出提出的模型比其他模型表现更好。©不同模型T1上的精度比较。(d)不同模型T2的精度比较。(e)不同模型T3的精度比较。(f)不同型号T4的精度比较。图11 不同模型的精度比较结论东北电力大学和长春理工大学研究团队开发并实现一种结合脑电图源成像(ESI)技术和卷积神经网络(CNN)的新方法。该方法可以对运动想象(MI)任务进行分类。实验结果表明,他们的研究成果与最先进的MI分类方法的结果相比,总体分类增加了14.4%。研究者加入了4个新的受试者进行验证来验证方法的有效性。研究者表示,他们提出的结合scout ESI和CNN的方法,提高了脑电解码四类MI任务的BCI性能。论文信息:A novel approach of decoding EEG four-class motor imagery tasks via scout ESI and CNN
东北电力大学 2021-04-10
华中科技大学科研信息化服务平台建设项目(一期)——科研管理平台采购项目竞争性磋商公告
华中科技大学科研信息化服务平台建设项目(一期)——科研管理平台采购项目竞争性磋商
华中科技大学 2022-05-27
基于力觉信息和姿态信息的肢体运动意图理解与上肢康复训练机器人及其控制方法
本发明公开一种基于力觉信息和姿态信息的肢体运动意图理解与上肢康复训练机器人及其控制方法,通过姿态传感器分别获取人体手臂的各个姿态信息,并输入至控制器,人体手臂发力通过摇杆作用于六维力传感器上,六维力传感器输入相应信号至控制器,控制器将获取到的姿态参数以及力觉参数,通过建立的意图识别模型解算,并控制康复训练机器人做出相应动作,对康复训练机器人实现控制,以实现微弱主动力下的辅助主动训练。
东南大学 2021-04-11
呼吸道传染病突发事件应急处置仿真平台
该成果应用系统动力学模型和虚拟仿真技术对呼吸道传染病突发事件应急处置的过程进行仿真模拟,通过事件发现与报告、流行病学调查、事件现场处置、事件总结报告的四个阶段以及实时的结局监测,突出以公共卫生应急核心胜任力为导向,培养学生熟悉应急处置过程中的15个知识点和掌握应急处置的14种能力。学生通过虚实结合,反复训练利用或设计实验,从而提高学生对突发卫生公共事件现场的处置能力。该平台基于真实案例构建数据库,利用传染病动力学SIR(susceptible-infected-recovered,易感者-感染者-恢复者)模型和虚拟场景,模拟呼吸道传染病突发事件的自然进程。针对应急处置的三个关键问题,即判断事件性质、调查时间原因和控制事件进展,采取各种应急处置策略和措施,从而预防和控制突发事件发展。采取系列干预策略和措施的过程中,让学生经历4个阶段-病例的发现与报告、流行病学调查、现场应急处置和时间总结报告,掌握公共卫生应急处置核心能力。目前,依托国家虚拟仿真实验教学项目共享平台,已达到27433次的浏览量,共7851人进行了实操训练,覆盖了全国各地二十余所高等院校。
东南大学 2021-04-11
基于物联网的多维健康数据智能平台关键技术及应用
深圳大学与中兴网信长期保持深入合作,积极探索产学研新模式,通过在健康大数据领域的持续研究与实践应用,为国家健康医疗战略、医学实践及全民健康管理提供大数据驱动的决策支持。在《基于物联网的多维健康数据智能平台关键技术及应用》项目,中兴网信将深圳大学科研成果进行转换,构建了基于物联网的多维健康数据平台,通过便携式智能医疗终端、移动互联端以及大数据云平台,紧密联结患者与医生、医院,有效地缓解医疗资源紧张等问题,通过多维健康数据分析,有效地保障了高危人群健康。项目构建了基于物联网的多维健康数据平台,通过便携式智能医疗终端、移动互联端以及大数据云平台,紧密联结患者与医生、医院,有效缓解医疗资源紧张等问题,通过多维健康数据分析,有效保障高危人群健康。相关技术内容包括基于协同感知技术的智能移动医疗终端及协同滤波研究、基于移动网络切分优化理论的网络优化及安全研究、基于多维异构医疗大数据的分析诊断云平台构建、应用系统开发及成果产业化。
深圳大学 2021-04-10
基于物联网的多维健康数据智能平台关键技术及应用
深圳大学与中兴网信长期保持深入合作,积极探索产学研新模式,通过在健康大数据领域的持续研究与实践应用,为国家健康医疗战略、医学实践及全民健康管理提供大数据驱动的决策支持。在《基于物联网的多维健康数据智能平台关键技术及应用》项目,中兴网信将深圳大学科研成果进行转换,构建了基于物联网的多维健康数据平台,通过便携式智能医疗终端、移动互联端以及大数据云平台,紧密联结患者与医生、医院,有效地缓解医疗资源紧张等问题,通过多维健康数据分析,有效地保障了高危人群健康。项目构建了基于物联网的多维健康数据平台,通过便携式智能医疗终端、移动互联端以及大数据云平台,紧密联结患者与医生、医院,有效缓解医疗资源紧张等问题,通过多维健康数据分析,有效保障高危人群健康。相关技术内容包括基于协同感知技术的智能移动医疗终端及协同滤波研究、基于移动网络切分优化理论的网络优化及安全研究、基于多维异构医疗大数据的分析诊断云平台构建、应用系统开发及成果产业化。项目共发表高水平论文56篇,其中中科院一区论文13篇,ESI高被引论文5篇,获广东省创新创业金博奖、全国创客大赛冠军等奖项。目前项目理论成果与专利技术已应用转化,2016-2018年项目收入6.95亿元,间接经济效益16.31亿元。授权中兴的产品在广东、山西等全国13个省市应用推广,同时在东南亚、非盟等“一带一路”国家与地区推广使用;研发的云伴妇幼平台,2014年起在广东、江西等100多家省市各级医院使用。疫情期间,项目保障慢性病、妇幼等众多高危人群的健康,获得了很好的社会声誉。
深圳大学 2021-04-10
中国高等教育学会:最新打造就业育人“共创行动”平台
近年来,高校毕业生一直是我国就业工作的重点群体,2021年的中央经济工作会议提出“解决好高校毕业生等青年就业问题”,不久前刚举行的2022年中央经济工作会议进一步提出“落实落细就业优先政策,把促进青年特别是高校毕业生就业工作摆在更加突出的位置”。
中国青年报 2023-01-06
高精信息化时间分辨荧光快速定量智慧家庭诊断平台
已有样品/n全球诊断行业市场每年约700 亿美元的市场规模,而且每年5.5%的速度递增;我国目前每年的诊断试剂的市场规模为200 亿元人民币,而且呈逐年增长的趋势。因诊断技术的专业性和复杂性,家庭诊断在全球市场依旧是一片空白。谁先进入了家庭诊断市场,谁将获得过亿的市场回报。我们利用时间分辨干式免疫荧光扫描技术,检测末梢血,为临床诊断提供及时快速的参考,同时降低了患者的操作难度,按说明书只需采血针取血、点样和检测三个简
武汉大学 2021-01-12
一种基于软体智能材料的姿态可调整沉浮平台
本实用新型公开了一种基于软体智能材料的姿态可调整沉浮平台,包括支撑架及支撑架的周向上的至少三个沉浮装置;所述的沉浮装置包括:沉浮腔,所述沉浮腔的开口密封有驱动薄膜,沉浮腔内充有气体使驱动薄膜膨出形成可变形空间;气压传感器,监测沉浮腔的气压值并传送至第一控制器;第一控制器,接收并处理气压传感器的监测信息,控制驱动薄膜的变形;所述的支撑架上还设有:加速度传感器,监测姿态可调整沉浮平台的运动状态并传送至第二控制器;第二控制器,接收并处理加速度传感器的监测信息,向第一控制器输出控制信息;电源,提供动力。该姿态可调整沉浮平台结构简单,控制精度高,并且所产生的噪音小。
浙江大学 2021-04-13
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