המחברים מבקשים להביע את תודתם למר הונג הו לעזרתו בביצוע הניסויים דיווחו במאמר זה. עבודה זו נתמכה בחלקו על ידי טבע הקרן הלאומית למדע של סין (מס &#39;61,473,207).

1. רכישת אותות EEG <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסבר את ההליך ניסיוני לנושא ולקבל בכתב הסכמה מדעת להשתתפות בניסויים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את היקף ראשו של הנושא באמצעות סרט מדידה ובחר את גודל כובע EEG שקרוב למדידה. אלקטרודות ההסדר מבוסס על &quot;מערכת 10-20 הבינלאומית&quot; 12. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את המרחק בין nasion וinion. השתמש בעיפרון סמן עור לציון 10% מהמרחק כהתייחסות ליישור הכובע, ולסמן את נקודת האמצע של המרחק כקודקוד בקרקפתו של הנושא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את כובע EEG על הנושא על ידי יישור סימן 10% עם נקודת האמצע של אלקטרודות FP1 וFP2. אלקטרודה עמדת Cz של הכובע על הקודקוד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שFz, Cz, PZ ועוז נמצא בקו האמצע של הראש, ושכל זוג אלקטרודות הממוקמים משני צדי קו האמצע נמצא בקו אופקי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">למרוח את האלקטרודות REF1 וREF2 עם ג&#39;ל מוליך. הנח את האלקטרודות התייחסות בזיזים פטמתיים ימין ועל השמאל באמצעות קלטת רפואית. להדק את רצועת הסנטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים מזרק שקצהו בוטה בבעלי אלקטרודה ולהזריק ג&#39;ל מוליך לכל אלקטרודה לפי הסדר הבא: ראשון, את האלקטרודה &quot;קרקע&quot; על המצח והשני, אלקטרודות חמש השתמשו בניסוי, O2, O1, עוז, PZ , וCz. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להושיב את הנושא בכיסא 60 סנטימטרים נוחים מול צג גירוי. הדריכו את הנושא כדי לשמור עליו / עיניה באותה הרמה אופקית עם מרכז הצג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את חוטי אלקטרודה למערכת רכישת נתונים EEG. הגדר את קצב הדגימה לkHz 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את איכות אות EEG על DPC הייעודי. אם יש בעיה עם אלקטרודה מסוימת, ג&#39;ל מחדש להזריק כדי להתאים את העכבה של הערוץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בSPC הייעודי להבהב ארבע תמונות רובוט בתדרים של 4.615, 12, 15 ו -20הרץ כמו גירויים חזותיים בממשק המשתמש, כפי שמוצג באיור 2. </li></ol> 2. תכונות SSVEP ניתוח מנותק <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל 32 ניסויים של ניסויי הכשרה מחובר לכל נושא ולהקליט אותות המוח שלהם שנרכשו ממערכת EEG לאורך כל התהליך הזה. הערה: תהליך זה מתבצע רק על ידי נושאים של הניסוי בפעם הראשונה להקמת וקטורי תכונת SSVEP ולהכשיר מסווג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר משפט מתחיל, בחר גירוי אחד כמטרה באופן אקראי ולהציג חץ צהוב מעליה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 1 שניות מאוחר יותר, להבהב ארבעה גירויים חזותיים בתדרים שונים בממשק המשתמש עבור 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקש הנושא להתמקד ביעד הגירוי שנבחר, תוך שמירה / תנועת גופתו למינימום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי כל משפט, לתת שניות הנושא 3 להירגע, ואז להתחיל את המשפט הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר כל הניסויים שתסיימו, לקרוא את הנתונים שנשמרו. לחלץ נתונים עידן 3-שניות להיות<html> tween 2 שניות ו -5 שניות לאחר ההדק שבוחר גירוי כמטרה בכל ניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את צפיפות ספקטרום הכח (PSD) של תקופות נתונים באמצעות מנתח נתונים מנותק בתסריטי MATLAB. השתמש באלגוריתם העיבוד המתואר בפירוט להלן: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את מקדמי ניתוח מתאם הקנוני (CCA) של נתוני ה- EEG רבי ערוצים עם נתונים התייחסות. המרכז לאמנות עכשווית היא שיטה סטטיסטית רבה משתנית משמשת לשתי קבוצות של נתונים כדי למצוא מתאם בסיסם 13. בהתחשב המגזר -3 של X נתונים EEG רבי ערוצים ונתונים התייחסות Y באותו האורך, להשתמש המרכז לאמנות עכשווית כדי למצוא את וקטורי משקל, x ו- y W W, על מנת למקסם את מקדם המתאם בין x = ρ X x W T ו- T y = Y W y. הגדר את נתוני ההתייחסות להיות אותות מחזוריים בתדרי גירוי מסוימים. /ftp_upload/53558/53558eq1.jpg &quot;/&gt; שבו ו 1, ו 2, ו 3, ו 4 הם תדרי התכונה של ארבעה גירויים חזותיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מרחבית לסנן את נתוני ה- EEG X רבי ערוצים באמצעות מקדמי המרכז לאמנות עכשווית מחושבים x W להשיג x אחד-ממד מסונן נתונים, שבו יש מתאם הבולט ביותר עם ​​הצירוף ליניארי של נתונים ההתייחסות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את PSD של x נתונים המסוננים מרחבית באמצעות Fast Fourier Transform (FFT). <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/53558/53558eq2.jpg" /> כאשר N FFT הוא גודל המדגם של x נתונים, וFFT (x, N FFT) מחזיר את פורייה הבדידה הכדור ב N FFT להפוך של x. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנרמל את PSD ביחס לערך הממוצע שלה בין 3 ל 30 הרץ. <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/53558/53558eq3.jpg" /> אֵיפֹה60; <img alt="משוואת המכנה 3" src="/files/ftp_upload/53558/53558eq3denominator.jpg" /> מציין הממוצע של כוח הספקטרום בין 3 ו30Hz. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכייל את הפרמטרים סיווג לארבעה תדרי הגירוי. ראשית, לבחון את ספקטרום PSD המנורמל שמתאים ליעד הגירוי שלו, ולהגדיר את התדירות משרעת PSD החזק כמו תדירות התכונה ידנית. בהתבסס על תדירות התכונה, לחלק את נתוני PSD מנורמלים לשתי קבוצות: אחת הוא רכש כאשר הגירוי המתאים נבחר כמטרה, והשני הוא רכש כאשר גירויי היעד הלא נבחרים. לחשב את הערך הממוצע של כל קבוצת בהתאמה. לקבוע את הסף על ידי החציון של שני ערכים הממוצעים לסווג את היעד והיעד הלא קובע 14. </li></ol> 3. עיבוד אותות מוח באינטרנט <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את מעבד האותות באינטרנט כפי שמוצג באיור 3, אשר פותח בased על סביבת OpenViBE ותסריטי MATLAB, על DPC לאותות מוח עיבוד מקוונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ לחיצה כפולה על תיבת האיתותים לרכוש ותהליך, אשר מסומנת עם מחזור אדום באיור 3, כדי לפתוח את חלון הגדרת OpenViBE. להגדיר את הפרמטרים לסיווג הנושא:. להגדיר את קצב הדגימה כkHz 1, להגדיר את אורך הזמן לFFT כמו 3 שניות, ולהגדיר את תדרי התכונה בהתאם לתוצאות של ניתוח מצב לא מקוון, למשל, 4.667, 24, 15 ו -20 הרץ . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על הכפתור מתחיל לרוץ מעבד אותות באינטרנט, אשר מעבד את הנתונים בזמן אמת באמצעות האלגוריתם הבא בשלושה שלבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשית, האלגוריתם רוכש נתוני ה- EEG מערוצי עוז, O1, O2, PZ וCPZ של מערכת EEG כל 0.5s, ותמציות מגזר נתונים של -3 האחרונים לעיבוד מקוון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שנית, האלגוריתם מעבד את קטע נתוני 3-שניות באמצעות האלגוריתמים מתוארים בשלב 2.7, ומחשבת את זמן אמת PSD לclassification. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלישית, האלגוריתם מסווג את דפוסי גלי המוח על פי אמפליטודות PSD בארבעת תדרי תכונה. כאשר המשרעת של תדירות תכונה אחת היא מעל סף נתון, לסווג את הגירוי המהבהב בתדר המקביל כיעד SSVEP. </li></ol> 4. חיבור הרובוט הדמוי האדם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על לחצן החזה של הרובוט דמוי האדם ולחכות שזה להתחיל. הערה: תהליך זה אורך כ 1 דק &#39;ומסתיימת כאשר הרובוט אומר &quot;OGNAK GNOUK&quot; בעוד כפתור החזה שלה הופך להיות לבן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליצור חיבורה Wireless Fidelity (WiFi) לDPC 15. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח לתכנת רובוט בקר ב- C ++ על תסריטים חזותיים DPC. בקר מקבל את תוצאות הסיווג ממעבד האותות באינטרנט באמצעות ממשק מציאות מדומה היקפי רשת (VRPN), מתרגם אותם לפקודות הרובוט, ושולט בהתנהגויות המקבילה humanoiרובוט ד באמצעות חיבור אלחוטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את בקר הרובוט על ידי הזנת כתובת ה- IP של הרובוט על פי חיבור WiFi שלה, מגדיר שלושה סטים של התנהגויות רובוט שיכול להיות בקלות החליף לבצע שלוש המשימות השונות, והגדרת פרמטרי הביצוע של התנהגויות אלו (לדוגמא., מהירות הליכה או מרחק) כדי להתאים את דרישת המשימה. הערה: פרטים נוספים של התנהגויות אלה מתוארים בצעדים 5.2.1, 5.3.1, ו5.4.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על כפתור Build של הפלטפורמה של Visual Studio כדי להפעיל את בקר הרובוט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את תכנית Choregraphe על SPC. לחץ על &quot;התחבר ל&quot; כפתור לצוץ יישומון חיבור. בחר את הרובוט להיות מבוקר על פי כתובת ה- IP שלו, ולחץ לחיצה כפולה על הסמל שלו להתחבר אליו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את צג וידאו מתפריט התצוגה בשורת תפריטי Choregraphe, ולהעביר את הצג לחלק הקדמי של ממשק המשתמש כדי להציג וידאו חי מהמצלמה משוב של הרובוט. </li></ol> &lt;class = &quot;jove_title&quot; p&gt; 5. ביצוע ניסויי בקרת לולאה סגורה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקש הנושא לבצע שלוש משימות שליטת לולאה סגורה ספציפיות בתוך סביבות שונות כדי להעריך את ביצועי האינטראקציה המוח-רובוט. הערה: משימות אלה, שהם חשובים ביישומים רובוטיים כי הם מועילים בסיוע לנכים וקשישים בחיי היומיום שלהם, צריכים להפעיל את רובוט התנהגויות שונות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל את משימת שליטת לולאה סגורה הראשונה לנוכחות מרחוק לשלוט הרובוט דמוי האדם באמצעות אותות מוח ללכת דרך מכשולים ולדחוף מתג אור להדליק את האור, כפי שמוצג באיור 4. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לבצע את המשימה הראשונה, לשלוט בהתנהגויות הרובוט המקודדות על ידי ארבעה גירויי SSVEP כ: צעד קדימה עם מרחק קבוע של 0.15 מ &#39;, פונה שמאלה עם רדיאן קבוע של 0.3 rad, פונה ימינה עם רדיאן קבוע של 0.3 rad, ודוחף את המתג באמצעות ידו הימנית. הערה: configuraתהליך tion מתואר בשלב 4.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליידע את הנושא במטרה המשימה וארבע התנהגויות להיות בשליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את בקר הרובוט כמו בשלבים 4.5-4.7, ולהתחיל את הניסוי. תן הנושא החופש לתפוס את הסביבה ולקבל החלטות על סמך משוב וידאו חי, וכדי להפעיל את התנהגויות הרובוט ידי בוהה בגירויים המקביל. הערה: אין הוראה או עזרה יש לתת לנושא, אלא אם כן במצבי חירום, למשל, הרובוט עומד להתנגש עם מכשול.. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל את המשימה השנייה לנוכחות מרחוק לשלוט הרובוט דמוי האדם באמצעות אותות מוח ללכת לכיוון המדרגות בעקבות שלט היציאה, כפי שמוצג באיור 5. כאשר התמודדות עם עוברים ושבים, לשאול את הנושא כדי לשלוט ברובוט לומר &quot;סליחה&quot; ולחכות ל עוברי אורח לתת דרך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשלוט על התנהגויות רובוט המקודדות על ידי ארבעה גירויי SSVEP כ: הליכה קדימה continuously במהירות של 0.05 מ &#39;/ שנייה, פונה שמאלה ברציפות במהירות של 0.1 rad / sec, פונה ימינה ברציפות במהירות של 0.1 rad / sec, ולעצור את כל התנהגויות ההליכה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעבור בקר הרובוט לפונקצית שליטת היציבה תלויה 16. הערה: כאשר הרובוט הולך, פונקציה זו משתמשת בגירוי הרביעי כפקודה לעצור את התנהגויות ההליכה; כאשר הרובוט לא הולך, הוא משתמש בגירוי הרביעי לשלוט הרובוט לומר &quot;תסלח לי&quot;. הפונקציה מיושמת בתסריטי ++ C על ידי איתור מצב ההליכה של הרובוט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליידע את הנושא במטרה המשימה וחמש התנהגויות להיות בשליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את בקר הרובוט ולהתחיל את הניסוי, כמתואר בשלב 5.2.3. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל את המשימה השלישית לנוכחות מרחוק לשלוט הרובוט דמוי האדם ללכת לכיוון יעד בלון, להרים אותו, ולמסור אותו לכף ידו של הנושא, כפי שמוצג באיור 6. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשלוט על התנהגויות רובוט המקודדות על ידי ארבעה גירויי SSVEP כ: צעד קדימה עם מרחק קבוע של 0.15 מ &#39;, פונה שמאלה עם רדיאן קבוע של 0.3 rad, פונה ימינה עם רדיאן קבוע של 0.3 rad, ולהרים חפצים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את פונקצית שליטת היציבה תלויה בבקר הרובוט לעשות שימוש חוזר בגירוי הרביעי בפיקודו של לשים את האובייקט כאשר הוא כבר הרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליידע את הנושא במטרה המשימה וחמש התנהגויות להיות בשליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את בקר הרובוט ולהתחיל את הניסוי, כמתואר בשלב 5.2.3. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>McFarland, D. J., Wolpaw, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-Computer+Interface+Operation+of+Robotic+and+Prosthetic+Devices.">Brain-Computer Interface Operation of Robotic and Prosthetic Devices.</a> Computer. 41, 52-56 (2008).</li><li>Lebedev, M. A., Nicolelis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-machine+interfaces:+Past,+present+and+future.">Brain-machine interfaces: Past, present and future.</a> Trends Neruosci. 29 (9), 536-546 (2006).</li><li>Wolpaw, J. R., Birbaumer, N., McFarland, D. J., Pfurtscheller, G., Vaughan, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-computer+interfaces+for+communication+and+control.">Brain-computer interfaces for communication and control.</a> Clin. Neurophysiol. 113, 767-791 (2002).</li><li>Bell, C. J., Shenoy, P., Chalodhorn, R., Rao, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+a+humanoid+robot+by+a+noninvasive+brain-computer+interface+in+humans.">Control of a humanoid robot by a noninvasive brain-computer interface in humans.</a> J. Neural. Eng. 5, 214-220 (2008).</li><li>Li, W., Li, M., Zhao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+humanoid+robot+via+motion-onset+visual+evoked+potentials.">Control of humanoid robot via motion-onset visual evoked potentials.</a> Front. Syst. Neurosci. 8, 247 (2014).</li><li>Regan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+characteristics+of+average+steady-state+and+transient+responses+evoked+by+modulated+light.">Some characteristics of average steady-state and transient responses evoked by modulated light.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 20, 238-248 (1966).</li><li>Vialatte, F. B., Maurice, M., Dauwels, J., Cichocki, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Steady-state+visually+evoked+potentials:+focus+on+essential+paradigms+and+future+perspectives.">Steady-state visually evoked potentials: focus on essential paradigms and future perspectives.</a> Prog. Neurobiol. 90, 418-438 (2010).</li><li>Bin, G., Gao, X., Wang, Y., Li, Y., Hong, B., Gao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high-speed+BCI+based+on+code+modulation+VEP.">A high-speed BCI based on code modulation VEP.</a> J. Neural. Eng. 8, 025015 (2011).</li><li>Sutton, S., Braren, M., Zubin, J., John, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evoked-potential+correlates+of+stimulus+uncertainty.">Evoked-potential correlates of stimulus uncertainty.</a> Science. 150, 1187-1188 (1965).</li><li>Pfurtscheller, G., Lopes da Silva, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Event-related+EEG/MEG+synchronization+and+desynchronization:+basic+principles.">Event-related EEG/MEG synchronization and desynchronization: basic principles.</a> Clin. Neurophysiol. 110, 1842-1857 (1999).</li><li>Zhao, J., Meng, Q., Li, W., Li, M., Sun, F., Chen, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=OpenViBE-based+brainwave+control+system+for+Cerebot.">OpenViBE-based brainwave control system for Cerebot.</a> Proc. IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics. , 1169-1174 (2013).</li><li>Homan, R. W., Herman, J., Purdy, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+location+of+international+10-20+system+electrode+placement.">Cerebral location of international 10-20 system electrode placement.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 66, 376-382 (1987).</li><li>Bin, G., Gao, X., Yan, Z., Hong, B., Gao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+online+multi-channel+SSVEP-based+brain-computer+interface+using+a+canonical+correlation+analysis+method.">An online multi-channel SSVEP-based brain-computer interface using a canonical correlation analysis method.</a> J. Neural. Eng. 6, 046002 (2009).</li><li>Wang, Y., Wang, R., Gao, X., Hong, B., Gao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+practical+VEP-based+brain-computer+interface.">A practical VEP-based brain-computer interface.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 14, 234-239 (2006).</li><li>Chae, Y., Jeong, J., Jo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+brain-actuated+humanoid+robots:+asynchronous+direct+control+using+an+EEG-based+BCI.">Toward brain-actuated humanoid robots: asynchronous direct control using an EEG-based BCI.</a> IEEE T. Robot. 28, 1131-1144 (2012).</li><li>Croft, R. J., Barry, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+ocular+artifact+from+the+EEG:+a+review.">Removal of ocular artifact from the EEG: a review.</a> Neurophysiol. Clin. 30, 5-19 (2000).</li><li>Hwang, H. J., Hwan Kim, D., Han, C. H., Im, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+dual-frequency+stimulation+method+to+increase+the+number+of+visual+stimuli+for+multi-class+SSVEP-based+brain-computer+interface+(BCI).">A new dual-frequency stimulation method to increase the number of visual stimuli for multi-class SSVEP-based brain-computer interface (BCI).</a> Brain Res. 1515, 66-77 (2013).</li><li>Wang, M., Daly, I., Allison, B., Jin, J., Zhang, Y., Chen, L., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+hybrid+BCI+paradigm+based+on+P300+and+SSVEP.">A new hybrid BCI paradigm based on P300 and SSVEP.</a> J Neurosci Methods. 244, 16-25 (2015).</li><li>Allison, B. Z., Jin, J., Zhang, Y., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+four-choice+hybrid+P300+SSVEP+BCI+for+improved+accuracy.">A four-choice hybrid P300 SSVEP BCI for improved accuracy.</a> Brain-Computer Interfaces. 1, 17-26 (2014).</li><li>Pan, J. H., Xie, Q., Herman, Y., Wang, F., Di, H., Laureys, S., Yu, R., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+awareness+in+patients+with+disorders+of+consciousness+using+a+hybrid+brain-computer+interface.">Detecting awareness in patients with disorders of consciousness using a hybrid brain-computer interface.</a> J. Neural. Eng. 11, 056007 (2014).</li><li>Li, J., Ji, H., Cao, L., Zhang, D., Gu, R., Xia, B., Wu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+and+application+of+a+hybrid+brain+computer+interface+for+real+wheelchair+parallel+control+with+multi-degree+of+freedom.">Evaluation and application of a hybrid brain computer interface for real wheelchair parallel control with multi-degree of freedom.</a> Int J Neural Syst. 24, 1450014-14 (2014).</li><li>Zhao, J., Meng, Q., Li, W., Li, M., Chen, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SSVEP-based+hierarchical+architecture+for+control+of+a+humanoid+robot+with+mind.">SSVEP-based hierarchical architecture for control of a humanoid robot with mind.</a> Proc. 11th World Congress on Intelligent Control and Automation. , 2401-2406 (2014).</li><li>Zhu, D., Bieger, J., Molina, G. G., Aarts, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+survey+of+stimulation+methods+used+in+SSVEP-based+BCIs.">A survey of stimulation methods used in SSVEP-based BCIs.</a> Comput Intell Neurosci. 2010, 1-12 (2010).</li><li>Muller-Putz, G. R., Scherer, R., Brauneis, C., Pfurtscheller, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Steady-state+visual+evoked+potential+(SSVEP)-based+communication:+impact+of+harmonic+frequency+components.">Steady-state visual evoked potential (SSVEP)-based communication: impact of harmonic frequency components.</a> J Neural Eng. 2, 123-130 (2005).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

מאמר זה מציג הליך ניסיוני מבוסס SSVEP להקים מערכת האינטראקציה המוח-רובוט דמוי אדם עם רובוטים על ידי שילוב תוכנות מרובות. בגלל כוונה אנושית נתפסה על ידי פירוש אותות EEG בזמן אמת, זה קריטי כדי לאמת את קשרי אלקטרודה ואיכויות אות EEG לפני ביצוע הניסוי. אם אותות שנרכשו מכל האלקט...

אינטראקציה המוח-רובוט (BRI), המספק מסלול תקשורת חדשני בין אדם ומכשיר רובוטי באמצעות אותות מוח, הוא פוטנציאלי בסיוע לנכים בחיי היומיום שלהם 1,2. מגוון שיטות יכול לרכוש אותות מוח או פולשני או הלא פולשני, כגון electrocorticography (ECOG), גלי מוח (EEG), הדמיה בתהודה מגנטית תפקודית (fMRI), וכו &#39;השיטה לא פולשנית הנפוצה ביותר לבנייה מערכת BRI היא לרכוש אותות EEG מאלקטרודות המונחות על הקרקפת. שיטה זו היא זולה, קלה לשימוש, ומספקת פתרון זמני מקובל 3. בין מגוון רחב של התקנים רובוטיים, רובוטים דמויי אדם הם מתקדמים כפי שהם נוצרו כדי לחקות כמה מאותן המשימות פיזיות ונפשיות שעוברים בני האדם מדי יום. BRI עם רובוט דמוי אדם ישחק תפקיד חשוב בסיוע לחולים וזקנים, כמו גם ביצוע עבודות היגייני או מסוכנות. אבל שליטהשל רובוט דמוי אדם באמצעות מערכת BRI הוא מאתגר מאוד, כמו הרובוט דמוי אדם עם תנועת גוף מלאה מפותח כדי לבצע משימות מורכבות כגון סיוע אישי 4, 5. מצב יציב חזותי פוטנציאלי (SSVEP) עורר הוא סוג של אות המוח שמעורר האפנון של גירוי חזותי בתדר נתון 6. הוא מכיל sinusoids בתדרים הבסיסיים והרמוניים של הגירוי המרצד, ובאופן בולט מופיע ברחבי קליפת הראייה באזור העורפי של הקרקפת 7. הסיבה לבחירת אותות SSVEP היא שמערכת BRI מבוססת SSVEP מניבה קצב העברת מידע גבוה יחסית ודורשת פחות אימונים 8. סוגים אחרים של גלי המוח, כגון פוטנציאל הקשור לאירוע (ERPs) 9 או מנוע-תמונות (MI) פוטנציאלי 10, יכולים גם להיות מוטבעים לתוך הליך ניסוי זה. ההליך שלנו לאינטראקציה המוח-רובוט דמוי אדם עםרובוטים מבוסס על Cerebot - פלטפורמת רובוט דמוי אדם שבשליטת מוח - בהיקף של מערכת רכישת נתונים EEG ורובוט דמוי אדם 11. מערכת ה- EEG היא מסוגלת להקליט, לפני תהליך ואותות ביו-פוטנציאל תצוגה נרכשו על ידי סוגים שונים של אלקטרודות. הוא מספק אנלוגי מרובה קלט / פלט ואני דיגיטלי / Os ומסוגל להקליט עד 128 ערוצים בו זמנית אות בקצב דגימה של 30 קילוהרץ עם רזולוציה של 16 סיביות. ערכות פיתוח תוכנה שלה בשפת C ++ וMATLAB הן קלים למשתמשים לעצב את הפרוצדורות. יש רובוט דמוי האדם 25 דרגות חופש, והוא מצויד בחיישנים מרובים, כולל 2 מצלמות, 4 מיקרופונים, 2 rangefinders סונאר, 2 IR קרינה ומקלטים, 1 לוח אינרציה, 9 חיישני מישוש, ו8 חיישני לחץ. הוא מספק Choregraphe ו- C ++ SDK ליצירה ועריכת תנועות והתנהגויות רובוט אינטראקטיביות. המטרה הכוללת של שיטה זו היא להקים proce הניסיוני מבוסס SSVEPדורה על ידי שילוב תוכנות מרובות, כגון OpenViBE, Choregraph, תוכנה מרכזית כמו גם תוכניות משתמש פיתח נכתבו ב- C ++ וMATLAB, כדי לאפשר המחקר של אינטראקציה המוח-רובוט דמוי אדם עם רובוטים 11. איור 1 מציג את מבנה המערכת. מחשב הגירוי הייעודי המצגת (SPC) מציג את ממשק המשתמש כדי לספק את הנושא עם גירויים חזותיים, הוראות ומשובים סביבתיים. המחשב הייעודי לעיבוד נתונים (DPC) מנהל את מקליט נתונים ומנתח נתונים מנותק בתהליך ההכשרה לא מקוון, ומפעיל את מעבד האותות באינטרנט ובקר הרובוט לשליטה באינטרנט של הרובוט דמוי האדם. בהשוואה למערכות בקרה מבוססת SSVEP אחרות, המערכת שלנו היא יותר אמינה, גמישה יותר, ובמיוחד יותר נוחה לשימוש חוזר ומשודרג כפי שפותח על ידי שילוב מספר חבילות תוכנה סטנדרטיות, כגון OpenViBE, Choregraph, תוכנה מרכזית, ו מודולים שנכתבו ב- C ++וMATLAB. ההליך הבא היה נבדק ואושר על ידי ועדת אתיקה בבית חולים כלליים באוניברסיטה רפואית טיאנג&#39;ין, וכל הנושאים נתנו סכמה בכתב.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="748">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">Cerebus EEG Data Acquisition System</td>
			<td style="width:179px;">Blackrock Microsystems</td>
			<td style="width:119px;">4176-9967</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">NAO humanoid robot</td>
			<td style="width:179px;">Aldebaran Robotics</td>
			<td style="width:119px;">H25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">EEG cap</td>
			<td style="width:179px;">Neuroscan</td>
			<td style="width:119px;">8732</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">Ten20 Conductive gel</td>
			<td style="width:179px;">Weaver and company</td>
			<td style="width:119px;">10-20-8</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ssvep-based experimental procedure for brain-robot interaction with humanoid robots

Brain-Robot Interaction (BRI), which provides an innovative communication pathway between human and a robotic device via brain signals, is prospective in helping the disabled in their daily lives. The overall goal of our method is to establish an SSVEP-based experimental procedure by integrating multiple software programs, such as OpenViBE, Choregraph, and Central software as well as user developed programs written in C++ and MATLAB, to enable the study of brain-robot interaction with humanoid robots.
This is achieved by first placing EEG electrodes on a human subject to measure the brain responses through an EEG data acquisition system. A user interface is used to elicit SSVEP responses and to display video feedback in the closed-loop control experiments. The second step is to record the EEG signals of first-time subjects, to analyze their SSVEP features offline, and to train the classifier for each subject. Next, the Online Signal Processor and the Robot Controller are configured for the online control of a humanoid robot. As the final step, the subject completes three specific closed-loop control experiments within different environments to evaluate the brain-robot interaction performance.
The advantage of this approach is its reliability and flexibility because it is developed by integrating multiple software programs. The results show that using this approach, the subject is capable of interacting with the humanoid robot via brain signals. This allows the mind-controlled humanoid robot to perform typical tasks that are popular in robotic research and are helpful in assisting the disabled.

התוצאות שהוצגו כאן התקבלו מנושא גברי שתקן ל-נורמלי גרסה. איור 7 מציג את ההליך של נתוני ה- EEG העיבוד, כולל חילוץ עידן רב ערוצי נתונים (איור 7 א), במרחב סינון נתונים באמצעות מקדמי המרכז לאמנות עכשווית (איור 7) , וחישוב PSD המנורמל <s...

Watch this Scientific Journal Video about SSVEP-based Experimental Procedure for Brain-Robot Interaction with Humanoid Robots at JoVE.com

SSVEP-based Experimental Procedure for Brain-Robot Interaction with Humanoid Robots

The overall goal of this method is to establish an SSVEP-based experimental procedure by integrating multiple software programs to enable the study of brain-robot interaction with humanoid robots, which is prospective in assisting the sick and elderly as well as performing unsanitary or dangerous jobs.

SSVEP מבוסס נוהל ניסיון לאינטראקצית המוח-רובוט עם רובוטים דמויים אדם

Brain-Robot Interaction (BRI), which provides an innovative communication pathway between human and a robotic device via brain signals, is prospective in ...

ssvep-based-experimental-procedure-for-brain-robot-interaction-with

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Engineering

Unit 1

Introduction to Control Systems

SCIENTISTS IN ACTION

13.0K Views.  Tianjin University. The overall goal of this method is to establish an SSVEP-based experimental procedure by integrating multiple software programs to enable the study of brain-robot interaction with humanoid robots, which is prospective in assisting the sick and elderly as well as performing unsanitary or dangerous jobs.

Video: SSVEP-based Experimental Procedure for Brain-Robot Interaction with Humanoid Robots

Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to improve material properties. With a wide array of processing parameters which can affect both the shape attained and resulting material properties, this type of processing is notoriously difficult to commission. A simplified, light-duty version of the process has been designed and implemented for full-size automotive wheels. The apparatus is intended to assist in understanding the deformation mechanisms and the material response to this type of processing. An experimental protocol has been developed to prepare for, and subsequently perform forming trials and is described for as-cast A356 wheel blanks. The thermal profile attained, along with instrumentation details are provided. Similitude with full-scale forming operations which impart significantly more deformation at faster rates is discussed.

An experimental protocol for instrumented warm rotary forming of cast aluminum alloys employing a bespoke industrially scaled apparatus is presented. Experimental considerations including thermal and mechanical effects are discussed, as well as similitude with full-scale processing of automotive wheels.

נוהל ניסיוני עבור ספינינג חם של רכיבי אלומיניום יצוקים

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to ...

Experimental Methods for Trapping Ions Using Microfabricated Surface Ion Traps

Ions trapped in a quadrupole Paul trap have been considered one of the strong physical candidates to implement quantum information processing. This is due to their long coherence time and their capability to manipulate and detect individual quantum bits (qubits). In more recent years, microfabricated surface ion traps have received more attention for large-scale integrated qubit platforms. This paper presents a microfabrication methodology for ion traps using micro-electro-mechanical system (MEMS) technology, including the fabrication method for a 14 &#181;m-thick dielectric layer and metal overhang structures atop the dielectric layer. In addition, an experimental procedure for trapping ytterbium (Yb) ions of isotope 174 (174Yb+) using 369.5 nm, 399 nm, and 935 nm diode lasers is described. These methodologies and procedures involve many scientific and engineering disciplines, and this paper first presents the detailed experimental procedures. The methods discussed in this paper can easily be extended to the trapping of Yb ions of isotope 171 (171Yb+) and to the manipulation of qubits.

This paper presents a microfabrication methodology for surface ion traps, as well as a detailed experimental procedure for trapping ytterbium ions in a room-temperature environment.

שיטות נסיוניות שמחייב יונים באמצעות Microfabricated על פני השטח מלכודות יונים

Ions trapped in a quadrupole Paul trap have been considered one of the strong physical candidates to implement quantum information processing. This is due ...

Experimental Methods for Spin- and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy Combined with Polarization-Variable Laser

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser (laser-SARPES), and demonstrate a power of this technique for studying solid state physics. Laser-SARPES achieves two great capabilities. Firstly, by examining orbital selection rule of linearly polarized lasers, orbital selective excitation can be carried out in SAPRES experiment. Secondly, the technique can show full information of a variation of the spin quantum axis as a function of the light polarization. To demonstrate the power of the collaboration of these capabilities in laser-SARPES, we apply this technique for the investigations of spin-orbit coupled surface states of Bi2Se3. This technique affords to decompose spin and orbital components from the spin-orbit coupled wavefunctions. Moreover, as a representative advantage of using the direct spin detection collaborated with the polarization-variable laser, the technique unambiguously visualizes the light polarization dependence of the spin quantum axis in three-dimension. Laser-SARPES dramatically increases a capability of photoemission technique.

Here, we combine polarization-variable 7-eV laser with spin- and angle-resolved photoemission technique to visualize the spin-orbital coupling effect in solid states.

שיטות נסיוניות עבור ספין - ואת זווית-נפתרה ספקטרוסקופיה Photoemission בשילוב עם לייזר משתנה-קיטוב

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser ...

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory setups is presented. The experiments are easily repeatable compared to operational scale experiments (pool diameter &#8805;2 m), while still featuring quite realistic in situ burning conditions of crude oil on water. Experimental conditions include a flowing water sub-layer that cools the oil slick and an external heat flux (up to 50 kW/m2) that simulates the higher heat feedback to the fuel surface in operational scale crude oil pool fires. These conditions enable a controlled laboratory study of the burning efficiency of crude oil pool fires that are equivalent to operational scale experiments. The method also provides quantitative data on the requirements for igniting crude oils in terms of the critical heat flux, ignition delay time as a function of the incident heat flux, the surface temperature upon ignition, and the thermal inertia. This type of data can be used to determine the required strength and duration of an ignition source to ignite a certain type of fresh or weathered crude oil. The main limitation of the method is that the cooling effect of the flowing water sub-layer on the burning crude oil as a function of the external heat flux has not been fully quantified. Experimental results clearly showed that the flowing water sub-layer does improve how representative this setup is of in situ burning conditions, but to what extent this representation is accurate is currently uncertain. The method nevertheless features the most realistic in situ burning laboratory conditions currently available for simultaneously studying the flammability and burning efficiency of crude oil on water.

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Here, we present a protocol to simultaneously study the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil under conditions that simulate in situ burning operations on the sea.

התהליך הניסיוני במחקרי מעבדה של בחיי עיר בוער: דליקות והיעילות צריבה של נפט גולמי

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...

Theoretical Calculation and Experimental Verification for Dislocation Reduction in Germanium Epitaxial Layers with Semicylindrical Voids on Silicon

Reduction of threading dislocation density (TDD) in epitaxial germanium (Ge) on silicon (Si) has been one of the most important challenges for the realization of monolithically integrated photonics circuits. The present paper describes methods of theoretical calculation and experimental verification of a novel model for the reduction of TDD. The method of theoretical calculation describes the bending of threading dislocations (TDs) based on the interaction of TDs and non-planar growth surfaces of selective epitaxial growth (SEG) in terms of dislocation image force. The calculation reveals that the presence of voids on SiO2 masks help to reduce TDD. Experimental verification is described by germanium (Ge) SEG, using an ultra-high vacuum chemical vapor deposition method and TD observations of the grown Ge via etching and cross-sectional transmission electron microscope (TEM). It is strongly suggested that the TDD reduction would be due to the presence of semicylindrical voids over the SiO2 SEG masks and growth temperature. For experimental verification, epitaxial Ge layers with semicylindrical voids are formed as the result of SEG of Ge layers and their coalescence. The experimentally obtained TDDs reproduce the calculated TDDs based on the theoretical model. Cross-sectional TEM observations reveal that both the termination and generation of TDs occur at semicylindrical voids. Plan-view TEM observations reveal a unique behavior of TDs in Ge with semicylindrical voids (i.e., TDs are bent to be parallel to the SEG masks and the Si substrate).

Theoretical calculation and experimental verification are proposed for a reduction of threading dislocation (TD) density in germanium epitaxial layers with semicylindrical voids on silicon. Calculations based on the interaction of TDs and surface via image force, TD measurements, and transmission electron microscope observations of TDs are presented.

חישוב תיאורטי ואימות ניסיוני להפחתת נקעים בשכבות גרמניום אפיטקסיאליות עם חללים סמי-גליליים על סיליקון

Reduction of threading dislocation density (TDD) in epitaxial germanium (Ge) on silicon (Si) has been one of the most important challenges for the ...

Procedure for the Transfer of Polymer Films Onto Porous Substrates with Minimized Defects

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support substrates. Accomplishing this transfer in a highly controlled, mechanized, and reproducible manner can eliminate the creation of macroscale defect structures (e.g., tears, cracks, and wrinkles) within the thin film that compromise device performance and the usable area per sample. Here, we describe a general protocol for the highly controlled and mechanized transfer of a polymeric thin film onto an arbitrary porous support substrate for eventual use as a water filtration membrane device. Specifically, we fabricate a block copolymer (BCP) thin film on top of a sacrificial, water-soluble poly(acrylic acid) (PAA) layer and silicon wafer substrate. We then utilize a custom-designed, 3D-printed transfer tool and drain chamber system to deposit, lift-off, and transfer the BCP thin film onto the center of a porous anodized aluminum oxide (AAO) support disc. The transferred BCP thin film is shown to be consistently placed onto the center of the support surface due to the guidance of the meniscus formed between the water and the 3D-printed plastic drain chamber. We also compare our mechanized transfer-processed thin films to those that have been transferred by hand with the use of tweezers. Optical inspection and image analysis of the transferred thin films from the mechanized process confirm that little-to-no macroscale inhomogeneities or plastic deformations are produced, as compared to the multitude of tears and wrinkles produced from manual transfer by hand. Our results suggest that the proposed strategy for thin film transfer can reduce defects when compared to other methods across many systems and applications.

We present a procedure for highly controlled and wrinkle-free transfer of block copolymer thin films onto porous support substrates using a 3D-printed drain chamber. The drain chamber design is of general relevance to all procedures involving transfer of macromolecular films onto porous substrates, which is normally done by hand in an irreproducible fashion.

נוהל העברת סרטים פולימריים אל מצעים נקבובי עם פגמים ממוזערים

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support ...

Rapid Manufacturing of Thin Soft Pneumatic Actuators and Robots

This protocol describes a method for rapid manufacturing of soft pneumatic actuators and robots with an ultrathin form factor using a heat press and a laser cutter machine. The method starts with the lamination of thermoplastic polyurethane (TPU) sheets using a heat press for 10 min at the temperature of ~93 &#176;C. Next, the parameters of the laser cutter machine are optimized to produce a rectangular balloon with maximum burst pressure. Using the optimized parameters, the soft actuators are laser cut/welded three times sequentially. Next, a dispensing needle is attached to the actuator, allowing it to be inflated. The effect of geometrical parameters on the deflection of the actuator are studied systematically by varying the channel width and length. Finally, the performance of the actuator is characterized using an optical camera and a fluid dispenser. Conventional fabrication methods of soft pneumatic actuators based on silicone molding are time consuming (several hours). They also result in strong but bulky actuators, which limits the actuator&#8217;s applications. Moreover, microfabrication of thin pneumatic actuators is both time-consuming and expensive. The proposed manufacturing method in the current work resolves these issues by introducing a fast, simple, and cost-effective fabrication method of ultrathin pneumatic actuators.

This protocol describes a method for rapid manufacturing of soft pneumatic actuators and robots with a thin form factor. The fabrication method starts with lamination of thermoplastic polyurethane (TPU) sheets followed by laser cutting/welding of a two-dimensional pattern to form actuators and robots.

הייצור המהיר של הפעילים הפניאומטיים והרובוטים הדקים

This protocol describes a method for rapid manufacturing of soft pneumatic actuators and robots with an ultrathin form factor using a heat press and a ...

Measurement of Chladni Mode Shapes with an Optical Lever Method

Quantitatively determining the Chladni pattern of an elastic plate is of great interest in both physical science and engineering applications. In this paper, a method of measuring mode shapes of a vibrating plate based on an optical lever method is proposed. Three circular acrylic plates were employed in the measurement under different center harmonic excitations. Different from a traditional method, only an ordinary laser pen and a light screen made of ground glass are employed in this novel approach. The approach is as follows: the laser pen projects a beam to the vibrating plate perpendicularly, and then the beam is reflected to the light screen in the distance, on which a line segment made of the reflected spot is formed. Due to the principle of vision persistence, the light spot could be read as a bright straight line. The relationship between the slope of the mode shape, length of the light spot and the distance of the vibrating plate and the light screen can be obtained with algebraic operations. Then the mode shape can be determined by integrating the slope distribution with suitable boundary conditions. The full-field mode shapes of Chladni plate could also be determined further in such a simple way.

A simple method of measuring the Chladni mode shape on an elastic plate by the principle of an optical lever is proposed.

מדידה של צורות מצב כלדני בשיטת מנוף אופטי

Quantitatively determining the Chladni pattern of an elastic plate is of great interest in both physical science and engineering applications. In this ...

Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments

Described is an experimental procedure that enables high-power laser irradiation of microfabricated targets. Targets are brought to the laser focus by a closed feedback loop that operates between the target manipulator and a ranging sensor. The target fabrication process is explained in detail. Representative results of MeV-level proton beams generated by irradiation of 600 nm thick gold foils at a rate of 0.2 Hz are given. The method is compared with other replenishable target systems and the prospects of increasing the shot rates to above 10 Hz are discussed.

A protocol is presented for automated irradiation of thin gold foils with high intensity laser pulses. The protocol includes a step-by-step description of the micromachining target fabrication process and a detailed guide for how targets are brought to the laser&#39;s focus at a rate of 0.2 Hz.

אספקה אוטומטית של מטרות מיקרו-פבריקט לניסויים אינטנסיביים בהקרן לייזר

Described is an experimental procedure that enables high-power laser irradiation of microfabricated targets. Targets are brought to the laser focus by a ...

Treating Surfaces with a Cold Atmospheric Pressure Plasma using the COST-Jet

In recent years, non-thermal atmospheric pressure plasmas have been used extensively for surface treatments, in particular, due to their potential in biological applications. However, the scientific results often suffer from reproducibility problems due to unreliable plasma conditions as well as complex treatment procedures. To address this issue and provide a stable and reproducible plasma source, the COST-Jet reference source was developed.
In this work, we propose a detailed protocol to perform reliable and reproducible surface treatments using the COST reference microplasma jet (COST-Jet). Common issues and pitfalls are discussed, as well as the peculiarities of the COST-Jet compared to other devices and its advantageous remote character. A detailed description of both solid and liquid surface treatment is provided. The described methods are versatile and can be adapted for other types of atmospheric pressure plasma devices.

This protocol is presented to characterize the setup, handling, and application of the COST-Jet for the treatment of diverse surfaces such as solids and liquids.

טיפול במשטחים עם פלזמת לחץ אטמוספרי קר באמצעות עלות סילון

In recent years, non-thermal atmospheric pressure plasmas have been used extensively for surface treatments, in particular, due to their potential in ...