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项目名称:脑电波控制智能轮椅
组别:小学组 奖项:一等奖
代表团:湖南省 参赛队:常德市北正街小学
队员:高森俊毅 瞿妤冰 赵子赋 教练员:孙涛 雷宇
项目摘要:

本项目所研究的智能轮椅是在普通电动轮椅的基础上加装了人体脑电波采集模块和重力感应模块,改变了传统轮椅只能通过操作杆控制轮椅运动的模式,现在我们只需通过人的意念(集中注意力)和头部姿态就可以控制轮椅的运动。 脑电波采集模块是一种基于脑机接口(BCI Brain-Computer Interface)的集成模块,它包含两大功能,脑电波信号采集和信号处理,模块自动将复杂的脑电波信号处理为eSense指标,我们只需要利用单片机串口接收数据,解析eSense指标便可得到人脑的注意力指标值。通过该指标值的大小控制轮椅的前进和停止,实现意念控制。增加重力感应模块,当左右倾斜头部时,会得到不同的模拟量,从而控制轮椅左右转弯。

专家评语:

把脑电波与加速度信息?集处理技术与轮椅控制相结合,设计了一种能够通过人体脑电波及头部姿态进行操控的智能轮椅。选题具有新颖性,作品整体设计合理,申报材料完整规范,演示样机制作精良,具有观赏价值。作品符合赛主题,创意鲜明,实用性强,工作量圆满。

演示视频

演示图片

设计目标

人口结构的老年化问题已成为全世界不得不认真对待的重要问题之一。在老年人和残疾人中,有相当多的人因行走不便不得不依靠轮椅代步。目前,普通电动技术已非常成熟,随着技术的进步,取而代之的将是更高性能的控制器,操作更简便的智能轮椅。因此研制脑电波和头部姿态控制的智能轮椅,能极大提高老年人和残疾人的生活质量,减轻社会负担,促进社会和谐发展。

研制过程

利用电脑接口技术、脑电波感应和重力感应技术,将采集的脑电波和重力感应信号作为控制轮椅的数值依据,通过主控制器和传动装置控制轮椅运行。 2013年1月 选定主题,结构设计,购买材料。 2013年2月-4月 模块调试,数据分析。 2013年5月 整体调试,模拟实验。

科学性、创新性、实用性

科学性:基于脑电接口技术的智能控制。 创新性:创新性地利用人体脑电波对轮椅进行控制。 实用性:通过意念操纵轮椅,极大方便了肢体不便的老年人和高度瘫痪的残疾人。

进一步提高的设想

增加机器人导航和定位、模式识别、多传感器融合,进一步提高轮椅的安全性和使用的便捷性