[发明专利]一种神经电刺激模拟触觉的数据采集和分析装置

说明书

一种神经电刺激模拟触觉的数据采集和分析装置，包括处理装置、多路神经电刺激脉冲信号发生器、电极以及测力计，所述处理装置控制所述多路神经电刺激脉冲信号发生器输出的神经电刺激脉冲信号通过多个电极作用于受试者臂部和/或手部，刺激受试者的肌肉神经，所述测力计用于测量受试者的肌肉因神经电刺激所产生的力的大小，测量的力的数据发送至所述处理装置，所述处理装置根据多路神经电刺激脉冲信号和测量的力大小的相关数据集进行分析和处理，并利用相关数据集对神经电刺激模拟触觉的输入和输出信息进行关联模型的建模，以便通过所建立的模型进行神经电刺激模拟触觉的预测。利用本发明能够有效建立关于神经电刺激模拟触觉的相关因素的模型。

技术领域

本发明涉及一种神经电刺激模拟触觉的数据采集和分析装置。

背景技术

利用神经电刺激方法模拟触觉是科研领域中的一个新兴课题，现有的研究主要是从定性分析角度获取和分析受试者在接受神经电刺激后的主观感受，缺少针对神经电刺激方法模拟触觉的相关方法和设备，以及利用相关数据集对神经电刺激模拟触觉的输入和输出信息进行建模和预测的方法。如何有效地采集并分析大规模神经电刺激方法模拟触觉实验的数据集，是现有技术有待解决的问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种神经电刺激模拟触觉的数据采集和分析装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种神经电刺激模拟触觉的数据采集和分析装置，包括处理装置、多路神经电刺激脉冲信号发生器、电极以及测力计，所述处理装置控制所述多路神经电刺激脉冲信号发生器输出的神经电刺激脉冲信号通过多个电极作用于受试者臂部和/或手部，刺激受试者的肌肉神经，所述测力计用于测量受试者的肌肉因神经电刺激所产生的力的大小，测量的力的数据发送至所述处理装置，所述处理装置根据多路神经电刺激脉冲信号和测量的力大小的相关数据集进行分析和处理，并利用相关数据集对神经电刺激模拟触觉的输入和输出信息进行关联模型的建模，以便通过所建立的模型进行神经电刺激模拟触觉的预测。

进一步地：

还包括高度仪，所述高度仪用于在所述测力计的测量过程中将所述测力计调整为刚好贴住受试者的测量部位又不产生力的作用的状态。

所述测力计包括测力计感应器和测力计显示器。

所述测力计保持超过6Hz的采样速度实时采取测力计数据。

所述处理装置通过对信号的分析和处理，确定神经电刺激脉冲信号在不同人体指标的情况下所产生的力的大小，从而从多种因素中确定与所产生的力的大小相关的因素，所述多种因素包括神经电刺激信号的频率、强度，或者受试者的各项指标。

所述神经电刺激信号为不超过500Hz、不超过10mA、占空比为0.4-0.8的脉冲信号，采用不少于两路、不超过十路的神经电刺激信号。

所述电极为通过直径不超过4cm的圆形硅胶贴片，作用于手臂，所述手臂包括大臂、小臂和手掌。

采用三路神经电刺激信号，其中两路分别作用于小臂，另一路作用于手背，小臂的两对电极贴片呈并齐姿态，作用于肱三头肌的两大肌肉束，每对呈上下排布，作用于肌肉头和肌肉中段位置，大致于从手腕至手肘的五分之四和三分之一的位置；手背的一对贴片的圆心位于沿食指、中指和无名指、小拇指指缝延长线与垂直于延长线并经过大拇指虎口处直线相交的两点。

所述处理装置进行所述关联模型的建模包括如下处理：通过Q-Learning算法进行触觉模拟生成策略的建立，具体包括如下步骤：

A1：用表存储Q-Table在各个状态下执行各种动作能够带来的奖励reward；利用已有数据集构建Q-Table；