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《兰州大学》 2017年
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面向脑机接口的虚拟现实场景开发

曹贯华  
【摘要】:脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是指在人脑和电子设备之间建立不依赖于常规大脑信息输出通路(外周神经和肌肉组织)的全新对外信息交流和控制技术。其中脑电生物反馈疗法(Electroencephalogram Biofeedback or Neurofeedback)是脑机接口与生物反馈疗法相结合的重要应用。近年来,随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术的发展,生物反馈疗法也开始尝试采用VR系统。本研究针对现有生物信息反馈系统以及BCI系统的不足,将BCI技术与虚拟现实相结合,构建面向脑机接口的虚拟现实放松系统。整个系统中,采用Brain Link Lite作为脑电信号采集器,使用C#开发了脑电采集软件,使用Unity3D开发了虚拟现实场景,采用智能手机作为系统的终端,通过无线通信进行数据传输,实现了一个实时反馈的BCI系统和3D虚拟现实环境。在保证放松效果的同时,增强了虚拟现实反馈系统的便携性、高效性。最后为了研究系统的放松效果和虚拟现实场景的临在感,进行了实证研究。实验采用随机分组前测后测的方法,将20名被试随机分为实验组和对照组,其中每组10人,采用调查问卷的方法评估系统的放松效果,同时研究了系统的临在感与放松效果之间的关系。运用临在感调查问卷研究了获取临在感的影响因素和临在感的各个因素所占比重。进行状态特质焦虑问卷(State-Trait Anxiety Inventory,STAI)组内比较,实验组状态焦虑值后测分数低于前测,且差异显著,对照组差异不显著(p0.05)。进行STAI组间比较,状态焦虑值实验组前测与后测分数的差值高于对照组,且两组差异显著(p0.05)。得出沉浸式虚拟现实场景具有更好的心理放松效果。沉浸环境比非沉浸环境具有更强的临在感,更好的放松效果。说明本文设计面向脑机接口的虚拟现实放松系统具有良好的心理放松效果,较强的临在感。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R318;TP391.9

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