[发明专利]基于神经肌肉信号推断用户意图的方法和装置

说明书

使用神经肌肉信号预测运动动作开始的方法和系统。该系统包括：多个传感器，被配置为连续地记录用户的多个神经肌肉信号；以及至少一个计算机处理器，被编程为向训练的统计模型提供多个神经肌肉信号或基于多个神经肌肉信号的信息作为输入，基于训练的统计模型的输出来预测是否将在阈值时间量内发生运动动作的开始，并且至少部分地基于输出概率将控制信号发送到至少一个装置，其中，在用户完成运动动作之前将所述控制信号发送到所述至少一个装置。

相关申请的交叉引用

本申请基于35U.S.C.§119(e)要求2016年7月25日提交的序列号为62/366419的题目为“推断用户意图的方法和装置(Method And Apparatus For Inferring UserIntention)”的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用的方式并入本文。

背景技术

人类中枢神经系统产生的神经肌肉信号提供关于导致人体中一个或多个肌肉收缩的神经激活的信息。神经肌肉信号可以测量神经激活、肌肉激发、肌肉收缩、或神经激活和肌肉收缩的组合。放置在人体体表上的肌电图(EMG)传感器记录骨骼肌细胞激活时产生的电活动。EMG传感器记录的信号通常用于评估患有运动控制障碍的患者的神经肌肉功能障碍，并且已经在一些应用中用作诸如假肢等装置的控制信号。

发明内容

诸如EMG传感器等生物物理传感器在运动活动开始之前记录生物信号。在EMG传感器布置在人体表面上的情况下，记录的生物信号涉及人体肌肉的肌纤维中动作电位的产生。一些实施例涉及使用训练的统计模型分析EMG信号以在执行运动任务之前预测运动任务的开始。基于模型预测确定的控制信号可以用于控制具有短延时的装置的运行。

控制装置至少部分地基于对运动任务的开始的可靠预测而不是等到用户已经完成运动任务为止来提供对控制装置传统技术的改进。非限制性说明性应用包括用于需要快速反应时间的游戏的按钮或触发器/开关、用于包括汽车的物理或虚拟车辆的转向或其他运行输入、操纵杆或导航控制的增强控制，以及用于虚拟现实环境中对象的操纵(例如拾取或抛出虚拟球)的替换或增强。

一些实施例涉及控制系统。控制系统包括：多个传感器，被配置为连续地记录用户的多个神经肌肉信号；以及至少一个计算机处理器，被编程为向训练的统计模型提供多个神经肌肉信号和/或基于多个神经肌肉信号的信息作为输入，基于训练的统计模型的输出预测是否将在阈值时间量内发生运动动作的开始，并且至少部分地基于输出概率向至少一个装置发送控制信号，其中，在用户完成运动动作之前将控制信号发送到至少一个装置。

其他实施例涉及编码有多个指令的至少一个非暂时性计算机可读介质，当多个指令被至少一个计算机处理器执行时，所述多个指令执行方法。该方法包括向训练的统计模型提供从布置在用户身体的一部分上或周围的多个传感器记录的多个神经肌肉信号作为输入，预测是否将在阈值时间量内发生运动动作的开始，并且至少部分地基于输出概率向至少一个装置发送控制信号，其中，在用户完成运动动作之前将控制信号发送到至少一个装置。

其他实施例涉及预测运动动作的开始的方法。该方法包括向训练的统计模型提供从布置在用户身体的一部分上或周围的多个传感器记录的多个神经肌肉信号作为输入，使用至少一个计算机处理器预测是否将在阈值时间量内发生运动动作的开始，并且至少部分地基于输出概率向至少一个装置发送控制信号，其中，在用户完成运动动作之前将控制信号发送到至少一个装置。