心理生理信息感知技术及应用

成果基本信息
关键词：	传感器;生物电信号;普适计算;上下文建模
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	360-16-22110377	资源采集日期：	2017-02-20

研究情况
单位名称：	兰州大学	技术水平：
评价证书号：		评价单位：	兰州大学
评价日期：	2016.05.18	评价证书号：

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
1.课题来源与背景（来源，编号，名称，研究期限，金额，状态）：　　① 国家自然科学基金面上项目，60973138，面向普适计算的针对生物电信号上下文感知的研究，2009/01-2011/12，32万，结题；　　② OPTIMI，248544，Online Predictive Tools for Intervention in Mental Illness，2010/1-2012/12，160万，结题；　　③ 国家国际科技合作专项，2013DFA11140，基于生理反馈的普适心理干预关键问题及应用合作研究，2013/01-2015/12，365万；　　④ 973计划项目子课题，2011CB711001，航天环境下人的基本认知功能与情绪的变化特征及其相互影响，2010/10-2015/12，74万，结题；　　2.研究目的与意义　　本项目研究出适用于普适环境的生物信息接口关键技术（可穿戴天线）、研制了普适化脑电传感器；创新性的引入生理反馈机制，对EEG/ERP信号、眼动/眼电信号进行有效的采集及分析处理。所建立的认知模型和普适生物传感器技术将会对教育、民生健康、国家安全等方面产生积极影响，促进、推动计算机科学、医学以及认知科学的发展，符合国家战略需求，意义重大，应用前景广泛。　　3.主要论点与论据　　①普适化脑电传感器：提出了不依赖于硬件，不增加设备复杂度，直接面向原始数据的脑电信号质量评估模型，有助于对信号质量的监测。自主研发的普适化脑电采集系统超过了国际通用参数标准。已获专利2项、软件著作权1项，相关研究成果发表在IEEE T NANOBIOSCI、UbiComp等上。　　②可穿戴天线：采用柔性材料制作的可穿戴天线解决了传统天线不方便携带的问题。提出的可穿戴平面倒F形并馈天线，在弯折和接近人体时，仍比较容易覆盖所需频带，具有增益高、尺寸小、稳定性好、带宽宽和易于生产等特点。对天线小型化后得到的可穿戴E形并馈天线。已获专利2项，相关研究成果发表在IEEE ANTENN WIREL PR和IEEE APS上。　　③EEGERP数据分析技术：精确采集人体神经生物电信号，通过ERP信号并进行分析，可检测刺激事件在被试大脑中引起的真实客观反应。脑电信号容易受到周围环境噪声到影响，在保留脑电的同时，最大限度地去除眼电等干扰。发现了针对精神压力有效的典型脑电特征，如左右alpha非对称性、C0复杂度、节律功率比值等。已获发明专利2项，相关研究成果发表在IEEE J BIOMED HEALTH、PEDIATRICS、Neuroimage等上。　　④眼动眼电数据分析：使用瞳孔直径物理指标客观地度量正性、负性情绪体验的大小和范围，提供情感体验的客观标准。通过采集视觉注意过程中各个注视点的时间序列和对应的瞳孔直径序列，对于注意的各个阶段进行定量计算，能全面、系统、定量地刻画注意的变化过程。已获软件著作权1项、发明专利2项并通过PCT检索和审查。　　4.创见与创新　　①普适化脑电传感器：针对传统的脑电信号采集系统过于复杂、无法实现可穿戴化、对采集到的脑电信号质量缺少实时有效的评估方法等问题，设计了便携、低功耗、抗噪声、支持无线通信及可在普适环境下高质量采集脑电信号的脑电传感器；提出了一种适用于可穿戴脑电采集系统的信号质量评估模型，为可穿戴传感器系统对所感知的信号质量有效控制提供了参考。　　②可穿戴天线：提出了一种2.45GHz可穿戴平面倒F形并馈天线：解决了稳定性难题，使弯折对天线的频率特性影响较小；解决了以人体为中心的无线网络中可穿戴天线的选材难题，减少了人体对天线性能的影响。改进后的2.45 GHz可穿戴E形并馈天线，进一步减小了天线尺寸，使得该天线更加实用。　　③EEGERP数据分析技术：提出了2种有效的去眼电噪声算法DWT-ANC与DWT-APF，达到了在保留脑电的同时，最大限度地去除眼电噪声的目的。提出的脑电信号放大器具有集成度高、增益可调等特点。　　④眼动眼电数据分析：提出了使用瞳孔直径物理指标客观做为度量标准的情感带宽的概念；提供一种情感带宽测定系统，弥补了缺少情感定量评价的不足。提供的视觉注意的检测系统，为注意的研究提供了新视角和方法，为认知科学和认知心理研究提供了新方法。　　5.社会经济效益，存在的问题　　相关成果已在北京安定医院、北京天坛医院、北京回龙观医院、中南大学湘雅医院、兰州大学第二医院、兰州市第三人民医院、甘肃省人民医院、中科院心理所、军事医学科学院、美国纽约城市大学等机构进行科研研究及临床试用，具有广泛的应用前景，社会效益显著。　　相关成果分别与北京爱生科贸有限公司、深圳市宏智力科技有限公司、深圳市瀚翔生物医疗电子股份有限公司进行合作开发，并取得了良好的经济效益。　　存在的问题：外观设计欠缺艺术性，市场开拓能力较弱；在续航能力上，需进一步优化电池的使用效率。　　6.历年获奖情况　　胡斌，千人计划特聘专家； 2014年度中国侨界贡献奖----创新人才奖等；　　罗跃嘉，杰青；做为共同完成人获得2013年北京市自然科学二等奖、2011年中华医学科技二等奖等；　　钟宁，2003年日本人工智能学会研究会研究奖励奖；2004年IEEE TCII/ICDM奉献奖等。

成果名称：	心理生理信息感知技术及应用	关键词：	传感器;生物电信号;普适计算;上下文建模
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	仪器仪表技术	三级分类名称：	传感器
研究起止时间：	2010.01 至2012.12	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	兰州大学	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	60973138
经费实际投入额（万元）：	32.00	评价单位：	兰州大学
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2016.05.18	转让范围：
评价证书号：		推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	360-16-22110377
成果简介：	1.课题来源与背景（来源，编号，名称，研究期限，金额，状态）：　　① 国家自然科学基金面上项目，60973138，面向普适计算的针对生物电信号上下文感知的研究，2009/01-2011/12，32万，结题；　　② OPTIMI，248544，Online Predictive Tools for Intervention in Mental Illness，2010/1-2012/12，160万，结题；　　③ 国家国际科技合作专项，2013DFA11140，基于生理反馈的普适心理干预关键问题及应用合作研究，2013/01-2015/12，365万；　　④ 973计划项目子课题，2011CB711001，航天环境下人的基本认知功能与情绪的变化特征及其相互影响，2010/10-2015/12，74万，结题；　　2.研究目的与意义　　本项目研究出适用于普适环境的生物信息接口关键技术（可穿戴天线）、研制了普适化脑电传感器；创新性的引入生理反馈机制，对EEG/ERP信号、眼动/眼电信号进行有效的采集及分析处理。所建立的认知模型和普适生物传感器技术将会对教育、民生健康、国家安全等方面产生积极影响，促进、推动计算机科学、医学以及认知科学的发展，符合国家战略需求，意义重大，应用前景广泛。　　3.主要论点与论据　　①普适化脑电传感器：提出了不依赖于硬件，不增加设备复杂度，直接面向原始数据的脑电信号质量评估模型，有助于对信号质量的监测。自主研发的普适化脑电采集系统超过了国际通用参数标准。已获专利2项、软件著作权1项，相关研究成果发表在IEEE T NANOBIOSCI、UbiComp等上。　　②可穿戴天线：采用柔性材料制作的可穿戴天线解决了传统天线不方便携带的问题。提出的可穿戴平面倒F形并馈天线，在弯折和接近人体时，仍比较容易覆盖所需频带，具有增益高、尺寸小、稳定性好、带宽宽和易于生产等特点。对天线小型化后得到的可穿戴E形并馈天线。已获专利2项，相关研究成果发表在IEEE ANTENN WIREL PR和IEEE APS上。　　③EEGERP数据分析技术：精确采集人体神经生物电信号，通过ERP信号并进行分析，可检测刺激事件在被试大脑中引起的真实客观反应。脑电信号容易受到周围环境噪声到影响，在保留脑电的同时，最大限度地去除眼电等干扰。发现了针对精神压力有效的典型脑电特征，如左右alpha非对称性、C0复杂度、节律功率比值等。已获发明专利2项，相关研究成果发表在IEEE J BIOMED HEALTH、PEDIATRICS、Neuroimage等上。　　④眼动眼电数据分析：使用瞳孔直径物理指标客观地度量正性、负性情绪体验的大小和范围，提供情感体验的客观标准。通过采集视觉注意过程中各个注视点的时间序列和对应的瞳孔直径序列，对于注意的各个阶段进行定量计算，能全面、系统、定量地刻画注意的变化过程。已获软件著作权1项、发明专利2项并通过PCT检索和审查。　　4.创见与创新　　①普适化脑电传感器：针对传统的脑电信号采集系统过于复杂、无法实现可穿戴化、对采集到的脑电信号质量缺少实时有效的评估方法等问题，设计了便携、低功耗、抗噪声、支持无线通信及可在普适环境下高质量采集脑电信号的脑电传感器；提出了一种适用于可穿戴脑电采集系统的信号质量评估模型，为可穿戴传感器系统对所感知的信号质量有效控制提供了参考。　　②可穿戴天线：提出了一种2.45GHz可穿戴平面倒F形并馈天线：解决了稳定性难题，使弯折对天线的频率特性影响较小；解决了以人体为中心的无线网络中可穿戴天线的选材难题，减少了人体对天线性能的影响。改进后的2.45 GHz可穿戴E形并馈天线，进一步减小了天线尺寸，使得该天线更加实用。　　③EEGERP数据分析技术：提出了2种有效的去眼电噪声算法DWT-ANC与DWT-APF，达到了在保留脑电的同时，最大限度地去除眼电噪声的目的。提出的脑电信号放大器具有集成度高、增益可调等特点。　　④眼动眼电数据分析：提出了使用瞳孔直径物理指标客观做为度量标准的情感带宽的概念；提供一种情感带宽测定系统，弥补了缺少情感定量评价的不足。提供的视觉注意的检测系统，为注意的研究提供了新视角和方法，为认知科学和认知心理研究提供了新方法。　　5.社会经济效益，存在的问题　　相关成果已在北京安定医院、北京天坛医院、北京回龙观医院、中南大学湘雅医院、兰州大学第二医院、兰州市第三人民医院、甘肃省人民医院、中科院心理所、军事医学科学院、美国纽约城市大学等机构进行科研研究及临床试用，具有广泛的应用前景，社会效益显著。　　相关成果分别与北京爱生科贸有限公司、深圳市宏智力科技有限公司、深圳市瀚翔生物医疗电子股份有限公司进行合作开发，并取得了良好的经济效益。　　存在的问题：外观设计欠缺艺术性，市场开拓能力较弱；在续航能力上，需进一步优化电池的使用效率。　　6.历年获奖情况　　胡斌，千人计划特聘专家； 2014年度中国侨界贡献奖----创新人才奖等；　　罗跃嘉，杰青；做为共同完成人获得2013年北京市自然科学二等奖、2011年中华医学科技二等奖等；　　钟宁，2003年日本人工智能学会研究会研究奖励奖；2004年IEEE TCII/ICDM奉献奖等。
联系人：	马榕	成果登记日期：	2016-04-16
联系人email：	marong@lzu.edu.cn	单位代码：	96200037
邮政编码222：	730000	联系人电话：	13919390470
单位传真：		单位通讯地址：	甘肃省兰州市天水南路222号
单位所在省市：		单位电话：	0931-8911114;8912470
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：	深圳大学;北京工业大学;北京爱生科贸有限公司;深圳市宏智力科技有限公司;深圳市瀚翔生物医疗电子有限公司	已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2016	知识产权形式：
成果完成人：	胡斌;罗跃嘉;钟宁;刘志勇;吕力超;徐锋	资源采集日期：	2017-02-20

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