本书是作者及其团队在脑机交互范式和原型系统研究上十余年的成果总结。书中提出P300超立方体编码、序列运动想象范式、触觉通道范式、移动目标选择范式等创新性脑机交互方式方法。这些方法用于解决诸如运动想象模式拓展、视觉通道刺激优化、复杂系统脑机操纵等领域内存在的难点问题，进而推动脑机接口技术的实用化进程。基于这些方法，成功实现机械臂操作控制、智能地面移动平台控制、一级倒立摆控制等原型系统。这些系统多属于国内首创，系统为脑机交互技术在各领域的应用提供整体方案，对相关系统研究具有借鉴意义。这些原型设计思想经过适当改造，可移植于实际系统的脑机控制中。
本书主要面向脑机接口、人机交互、康复助残等领域的科研人员和研究生，对人工智能领域的科技工作者也具有参考价值。

前言
第1章 脑机接口技术概述
1.1 脑机接口的概念
1.1.1 基本概念
1.1.2 BCI的分类
1.2 有损BCI
1.2.1 有损BCI概述
1.2.2 有损BCI发展中的一些重要研究
1.2.3 有损BCI的发展趋势
1.3 无损BCI
1.3.1 基于EEG的BCI
1.3.2 基于fNIRS的BCI
1.3.3 其他无损BCI
1.2 本书的内容安排
参考文献
第2章 事件相关电位脑机接口
2.1 引言
2.2 P300 speller及其衍生范式
2.2.1 P300 speller的设计
2.2.2 oddball刺激范式与P300波
2.2.3 P300 speller的改进和衍生范式
2.3 P300-BCI与ERP-BCI
2.3.1 ERP的P300成分
2.3.2 瞬态视觉诱发电位BCI
2.4 ERP-BCI的设计
2.4.1 需求分析和选项确定
2.4.2 设计要素Ⅰ：视觉设计
2.4.3 设计要素Ⅱ：刺激编码设计
2.4.4 设计要素Ⅲ：刺激序列时间控制
2.4.5 设计要素Ⅳ：信号处理与目标识别算法
2.5 相关的分析方法
2.5.1 ERP特征计算
2.5.2 ERP特征时空模式分析
2.6 系统性能评价
2.6.1 目标识别正确率
2.6.2 信息传输率
2.6.3 字符率
2.6.4 写人字符率
2.6.5 实际信息传输率
2.7 本章小结
参考文献
第3章 视觉脑机接口范式中的刺激类型
3.1 引言
3.2 视觉刺激类型的设计
3.2.1 刺激类型的定义
3.2.2 刺激类型的分类
3.3 实验设计和过程
3.3.1 实验范式设计
3.3.2 实验过程和数据采集
3.4 不同刺激类型的比较
3.4.1 字符识别方法
3.4.2 拼写性能
3.4.3 分类器及特征的时空模式
3.5 本章小结
参考文献
第4章 事件相关电位脑机接口的超立方体编码方案
4.1 引言
4.2 cube刺激编码的设计
4.2.1 cube编码的生成
4.2.2 目标预测方法
4.2.3 性能指标及优化
4.3 嵌入cube编码设计
4.3.1 嵌入cube编码
4.3.2 PITR计算和优化
4.3.3 最优性能和配置的函数特性
4.4 跨cube性能预测和优化方法
4.4.1 score-P模型
4.4.2 跨cube特征分布预测
4.4.3 cube编码的优化
4.5 实验设计
4.5.1 刺激设计
4.5.2 被试和数据采集
4.5.3 实验过程
4.5.4 数据处理过程
4.6 最优嵌入cube编码及分析
4.6.1 模型的检验
4.6.2 最优嵌入cube编码
4.6.3 ERP时空特征随目标刺激概率的变化
4.7 cube编码优化的进一步讨论
4.7.1 关于码长和正确率因素的进一步讨论
4.7.2 子菜单设计的优化策略
4.7.3 刺激序列数的确定
4.8 本章小结
参考文献
第5章 基于视觉搜索任务和视线独立的脑机接口范式
5.1 引言
5.2 基于oddball视觉搜索任务的拼写范式
5.2.1 刺激序列设计
5.2.2 两种刺激呈现模式
5.3 字符拼写实验
5.3.1 拼写实验
5.3.2 被试和数据采集
5.3.3 系统校准
5.4 数据处理与分析方法
5.4.1 分类器训练和在线字符识别
5.4.2 ERP计算与分析
5.4.3 离线性能分析
5.4.4 EOG校准与分析
5.5 结果与分析
5.5.1 系统校准的结果
5.5.2 在线拼写正确率
5.5.3 刺激诱发的特征电位
5.5.4 离线性能分析
5.5.5 眼动显著度分析
5.6 oddball视觉搜索BCI范式的特点
5.6.1 自纠错拼写系统的正确率要求
5.6.2 中心视觉和外围视觉比较
5.6.3 任务复杂度和P300潜伏期的关系
5.6.4 P300潜伏期的任务间差异
5.6.5 练习效应
5.7 进一步的改进
5.7.1 最优目标集大小
5.7.2 视觉设计的改进
5.8 本章小结
参考文献
第6章 视觉P300诱发电位控制多关节机械臂范式
6.1 引言
6.2 RM-501机械臂及其控制系统
6.3 机械臂控制P300范式设计与实现
6.3.1 机械臂控制转换方式设计
6.3.2 BCI控制指令集设计
6.4 信号处理算法及参数选择
6.4.1 被试与信号采集
6.4.2 P300信号特征提取与分类算法
6.4.3 特征分类算法
6.5 实验结果分析与讨论
6.5.1 P300刺激呈现参数优化
6.5.2 P300刺激重复次数优化
6.6 本章小结
参考文献
第7章 基于视觉通道脑机接口的多移动目标选择
7.1 引言
7.2 BCI类型选择
7.3 基于SSVEP的移动目标选择范式
7.3.1 SSVEP实验范式设计
7.3.2 实验设计
7.3.3 信号处理
7.3.4 实验结果分析与讨论
7.4 基于P300的移动目标选择范式
7.4.1 P300动态范式设计
7.4.2 实验设计
7.4.3 信号处理
7.4.4 实验结果分析与讨论
7.5 本章小结
参考文献
第8章 机械臂控制的运动想象脑机接口范式
8.1 引言
8.2 范式设计、实现及控制策略
8.3 数据处理
8.3.1