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北京理工大学胡斌获国家专利权

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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种用于精神状态调节的头盔获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117323537B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311276975.2,技术领域涉及:A61M21/00;该发明授权一种用于精神状态调节的头盔是由胡斌;董群喜;朱立贤;田福泽;蔡然;钱昆;费铭哲设计研发完成,并于2023-10-07向国家知识产权局提交的专利申请。

一种用于精神状态调节的头盔在说明书摘要公布了:本发明公开一种用于精神状态调节的头盔,涉及精神状态调节领域,该装置包括:头盔、设置到所述头盔上的脑电采集模块、信号分析模块、迷走神经刺激模块和迷走神经刺激耳夹;脑电采集模块,用于实时采集目标用户的脑电信号,并对采集的脑电信号进行预处理;信号分析模块,用于对预处理后的脑电信号进行特征提取,并将提取的脑电特征输入精神状态评估模型,得到所述目标用户的精神状态值;迷走神经刺激模块,用于根据所述目标用户的精神状态值确定所述迷走神经刺激耳夹的刺激参数,并通过实时获取脑电特征自适应动态调节所述刺激参数;迷走神经刺激耳夹,用于刺激所述目标用户的经皮耳迷走神经。本发明提高了对迷走神经刺激的有效性。

本发明授权一种用于精神状态调节的头盔在权利要求书中公布了:1.一种用于精神状态调节的头盔,其特征在于,包括:头盔、设置到头盔上的脑电采集模块、信号分析模块、迷走神经刺激模块和迷走神经刺激耳夹; 所述脑电采集模块用于实时采集目标用户的脑电信号,并对采集的脑电信号进行预处理;所述脑电采集模块包括脑电传感器,所述脑电传感器位于所述头盔内部后方,所述脑电传感器的电极为接触式柔性电极,所述脑电传感器采集的位置为前额叶; 所述信号分析模块用于对预处理后的脑电信号进行特征提取,并将提取的脑电特征输入精神状态评估模型,得到所述目标用户的精神状态值;所述脑电特征包括频谱特征值、阿尔法脑波不对称性、LZC复杂度和样本熵;所述精神状态评估模型是采用XGBoost模型建立的; 所述迷走神经刺激模块用于根据所述目标用户的精神状态值确定所述迷走神经刺激耳夹的刺激参数,并通过实时获取脑电特征自适应动态调节所述刺激参数;所述刺激参数包括刺激强度、频率和时间,所述频率的范围为0Hz-100Hz,时间范围为0Min-60Min; 所述迷走神经刺激耳夹用于刺激所述目标用户的经皮耳迷走神经; 迷走神经刺激模块包括基于强化学习的PID控制单元,所述基于强化学习的PID控制单元用于输入实时获得的脑电特征,并通过实时获得的脑电特征实时动态自适应调节刺激参数;将脑电特征作为输入,机器学习模型输出的概率分布作为输出,建立XGBoost模型完成当下的精神状态的量化评估,其中,概率分布为脑电信号的概率分布;触发迷走神经刺激模块对耳部经皮迷走神经电刺激,而迷走神经刺激的强度、时长和频率刺激参数会根据精神状态的量化评估结果进行动态自适应的PID调节,反馈调节输出结果Y,Y由强化学习模型控制,强化学习模型输出迷走神经刺激的频率、强度和刺激时长参数;基于强化学习的PID控制迷走神经刺激调节方案,首先提取实时个体精神状态评估结果作为强化学习模型的输入,刺激范式决策模块根据输入提供初始化的迷走神经刺激参数,同时提取脑电特征作为反馈,强化学习模块根据特征值动态控制PID参数,以实现个性化精准调节,具体反馈控制算法流程为: 1计算强化学习目标参数: ; 其中,表示策略,表示动作集合,表示状态的长期最优化价值,表示期望,表示状态的数量,即优化次数,表示第次优化的折扣率,表示状态的奖励; 2控制信号由控制策略产生,满足: ; 其中,表示最优值函数,表示优化函数; 其中,和是刺激系统在第次优化时的状态和控制信号,是行动值函数; ; ; 其中,表示奖励函数,表示通过递归方法求解的最优行动,表示策略控制器; 3通过神经网络计算和,其中,神经网络的输入参数包括策略控制器的参数,即刺激强度,频率和时间,以及强化学习奖励参数和误差参数; 4最终网络输出控制PID的参数Kp,Ki和Kd;其中,误差调整的速度由Kp控制;此外,它还与误差的变化率成正比,误差调整的变化率由Kd控制;偏差积分通过Ki进行调整,公式dift=dift-1+Δdif的dift表示t时刻当前迷走神经强度等级,dift-1表示t-1时刻当前迷走神经强度等级,Δdif表示dift与dift-1之间的差值; 所述用于精神状态调节的头盔,还包括音频播放模块,所述音频播放模块用于根据当前实时采集的脑电信号输出对应的音乐;音频播放模块包括音频播放控制单元和音频播放单元;音频播放控制单元用于控制所述音频播放单元进行音乐播放;音频播放模块存储有不同类型的精神状态调节音乐,不同取值范围的脑电信号对应不同类型的精神状态调节音乐;音频类型不少于10种; 所有模块都嵌入至头盔内部,头盔外部只放置各模块的开关按钮,头盔的信号分析模块、迷走神经刺激模块和音频播放模块既可单独工作,也可同时工作;音频刺激模块的音频播放位于头盔左右两边,脑电采集模块、迷走神经刺激模块和音频播放模块的接口均为头盔内部,不向外做任何延伸; 信号分析模块开启,信号分析模块首先采集144s的静息态脑电信号,然后采集90s音频刺激脑电信号,信号分析模块根据采集的数据输出精神状态数值;系统根据评估结果,开启震动提示和铃声提示,使用者根据提示,选择开启精神状态调节模块,即开启音频调节和迷走神经刺激模块,并且佩戴迷走神经刺激耳夹;在开启音频刺激模块后,系统会根据当前精神状态评估结果自动推荐音乐,并且实时监测脑电信号,调整音乐类型;同时,迷走神经刺激模块开启后,系统会根据精神状态提供初始迷走神经刺激参数,即刺激频率,刺激强度和刺激时长;接着模块会根据基于强化学习的PID控制迷走神经刺激调节方案,调整刺激范式,以实现精细化,个性化的精神状态调节。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人北京理工大学,其通讯地址为:100081 北京市海淀区中关村南大街5号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。

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