[发明专利]基于脑机接口的下棋助残机械臂异步系统及方法

说明书

本申请公开了一种基于脑机接口的下棋助残机械臂异步系统。其中，包括脑‑机接口模块和算法模块用于采集用户的脑电信号并发送至机械臂模块；机械臂模块用于接收用户控制命令，并在棋盘模块上执行用户控制命令；对弈模块用于从ROS智能物联平台接收机械臂模块执行的用户控制命令，计算下一步的对弈控制命令，启动模块用于通过采集用户唇部区域的肌电信号，将其转换为状态控制命令，通过ROS智能物联平台切换下棋助残机械臂异步系统的状态。本申请依据多个模块以及ROS智能物联平台组成的下棋助残机械臂异步系统，使其能够更加全面、精准的帮助用户实现人机下棋，从而提高用户的逻辑思维能力、规则把控能力、提高记忆力、缓解压力和提高抗压扛挫折能力。

技术领域

本申请中涉及设备信息建模技术，尤其是一种基于脑机接口的下棋助残机械臂异步系统及方法。

背景技术

下棋是一种博弈的体育娱乐活动，它有助于提高人的逻辑思维能力、规则把控能力、提高记忆力、缓解压力和提高抗压扛挫折能力。但这对于特别是丧失了上肢的残疾人来说，下棋是一件极为困难的事情。而且下棋至少需要两个玩家才能开始，但很多时候也不容易找到愿意与之对弈的玩家。虽然计算机可以利用预先编写的程序以及互联网实现虚拟对弈，但缺乏真实感。目前我国残疾人总数超过8500万，其中肢体残疾人数近2500万。对残疾人的关爱并帮他们在社会上正常生活是社会责任的体现。但是传统的棋具和现有的自动下棋系统并不支持上述残疾人的使用。脑机接口技术是交互技术的一种，它可以实现对被控对象无接触的控制。非常适合上述人群使用。ROS平台作为一个中间体，实现了多个功能模块的相互联系。

进一步的，脑机接口(brain-computer interface，BCI)，又称之为：大脑端口(direct neural interface)或者脑机融合感知(brain-machine interface)，它是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立的直接连接通路，该通路用于两者间信息交换。通过该通道，人们可以在不用肢体接触的情况下直接由大脑发出控制指令。可以理解的，这样做可以有效增强身体严重残疾的患者与外界交流或控制外部环境的能力,以提高患者的生活质量。脑机接口技术是一种涉及神经科学、信号检测、信号处理、模式识别等多学科的交叉技术。

ROS(Robot Operating System)是机器人操作系统，ROS是用于编写机器人软件程序的一种具有高度灵活性的软件架构。它包含了大量工具软件、库代码和约定协议，旨在简化跨机器人平台创建复杂、鲁棒的机器人行为这一过程的难度与复杂度。ROS平台的存在大大提高了机器人代码的复用率，推进了机器人研究的发展。

诱发电位主要有视觉诱发电位、听觉诱发电位以及触觉诱发电位三种。视觉诱发电位由于简单、方便被广泛应用于脑电信号的研究中。当视觉收到光或者图形闪烁等刺激时，脑电信号的电位会发生变化，这些电位的变化就是视觉诱发电位。视觉诱发电位可以大致分为三类：1.瞬时视觉诱发电位(Transient Visual EvokedPotential，TVEP)；2.稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual EvokedPotential,SSVEP)；3.伪随机码视觉诱发电位。

肌电信号(EMG)是众多肌纤维中运动单元动作电位(MUAP)在时间和空间上的叠加。它的使用方式与脑电信号类似。

相关技术中，尚未存在一种可以精准帮助用户实现控制棋子的下棋助残机械臂异步系统，这也成为了本领域技术人员需要解决的问题。

申请内容

本申请实施例提供一种基于脑机接口的下棋助残机械臂异步系统、装置、电子设备及介质，本申请实施例用于解决相关技术中存在的没有可以帮助用户实现控制棋子的下棋助残机械臂异步系统的问题。

其中，根据本申请实施例的一个方面，提供的一种基于脑机接口的下棋助残机械臂异步系统，包括脑-机接口模块、算法模块、机械臂模块、棋盘模块、对弈模块、启动模块以及ROS智能物联平台，其中：