综述:基于脑电图的脑机接口技术在物联网智能家居环境中的集成:人机交互技术的深度对比分析

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:Expert Systems with Applications 7.5

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  这篇综述深入探讨了基于脑电图(EEG)的脑机接口(BCI)技术在智能家居(IoT)中的应用,系统分析了信号采集、特征提取、分类算法等关键技术,揭示了其在优化人机交互(HCI)范式中的潜力与挑战,为未来个性化、无障碍智能家居生态提供了理论支撑。

  

Abstract
智能家居技术的兴起彻底改变了人与生活空间的互动方式,而基于脑电图(EEG)的脑机接口(BCI)技术为重构人机交互(HCI)范式提供了全新路径。EEG-BCI通过直接解码用户神经信号,绕开传统输入设备,实现了“意念控制”智能家居的突破性交互模式。

Introduction
在 ubiquitous computing(UbiComp)框架下,智能家居已发展为集成自动化、内部网络与智能控制的生态系统。语音交互虽为主流HCI技术,但存在多路径效应等局限。相比之下,BCI技术尤其适用于运动功能障碍患者,其核心挑战在于老年用户对P300和SSVEP等诱发电位的响应较弱。

Literature Review
EEG-BCI系统通过信号采集、预处理、特征提取(如小波变换)和分类算法(如支持向量机SVM)四步流程实现指令转化。研究表明,SSVEP范式在智能家居控制中准确率达85%,但实时性受限于脑电信号的低信噪比。

Proposed Review and Comparative Analysis
对比分析显示,深度学习模型(如CNN)在特征分类阶段显著优于传统算法,但计算复杂度较高。系统集成方面,边缘计算可降低延迟,而跨平台兼容性仍是物联网(IoT)环境下的主要瓶颈。

Conclusion
EEG-BCI在智能家居中的应用仍面临伦理争议(如脑数据隐私)和技术瓶颈(如个体差异校准)。未来需结合增强现实(AR)和自适应算法,构建更包容的交互生态。值得注意的是,现有研究多聚焦青年群体,针对老年用户的普适性优化将是关键突破方向。

(注:全文严格基于原文缩编,专业术语与数据均引用自原文描述,未添加外部文献。)

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