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J-GLOBAL ID：201702262571589666   整理番号：17A1262883

エネルギー効率の良いニューラル特徴抽出とPID制御による閉ループ,双方向脳機械インタフェイスシステムの設計【Powered by NICT】

Design of a Closed-Loop, Bidirectional Brain Machine Interface System With Energy Efficient Neural Feature Extraction and PID Control

著者 (5件)： Liu Xilin (Department of Electrical and Systems Engineering (ESE), University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, USA) ,  Zhang Milin (Department of Electronic Engineering, Tsinghua University, Beijing, China) ,  Richardson Andrew G. (Department of Neurosurgery, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, USA) ,  Lucas Timothy H. (Department of Neurosurgery, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, USA) ,  Van der Spiegel Jan (Department of Electrical and Systems Engineering (ESE), University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, USA)
資料名： IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems  (IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems)
巻： 11  号： 4  ページ： 729-742  発行年： 2017年 
JST資料番号： W1885A  ISSN： 1932-4545  CODEN： ITBCCW  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本論文では,閉ループ神経科学研究のために設計された双方向ブレインマシンインタフェイス(BMI)マイクロシステム,特に自由行動動物の実験を提示した。システムオンチップ(SoC)は,16チャネルニューラル記録フロントエンド,ニューラル特徴抽出ユニット,16チャネルプログラマブルニューラル刺激バックエンド,チャネル内プログラマブル閉ループコントローラ,大域的アナログ-ディジタル変換器(ADC),および周辺回路から構成されている。提案したニューラル特徴抽出ユニットは,1)64ステップ自然対数領域周波数同調を可能にする超低電力ニューラルエネルギー抽出ユニット,及び2)時間-振幅窓弁別器を用いた電流モード活動電位(AP)検出ユニットを含んでいる。プログラマブル比例-積分-微分(PID)コントローラは,各チャネル種々の閉ループ操作を可能にする統合されている。実装したA DCは神経特徴出力のデジタル化および/または局所電場電位(LFP)出力のための10ビット電圧モード逐次近似レジスタ(SAR)ADCを含んでいると,活動電位のディジタル化のための8ビット電流モードSARA DCを出力する。多モード刺激装置を任意のチャネル配置における4mAの最大電流を持つ単極または双極,対称または非対称電荷平衡刺激を行うためにプログラムできる。チップは0.18μm CMOS技術で製作した3.7mm~2のシリコン面積を占有した。チップは平均56μW/CHを消費する。Bluetoothモジュールを用いた汎用低電力マイクロコントローラは,無線リンクとSoC構成を提供するシステムに統合した。方法,回路技術とシステムトポロジー本研究で提案したは,関連する神経生理学研究,特に閉ループBMI広範囲の実験に用いることができる。Copyright 2017 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【Powered by NICT】

シソーラス用語： AD変換器 ,  *エネルギー効率 ,  マイクロコントローラ ,  電流 ,  チャネル ,  *特徴抽出 ,  対称性 ,  活動電位 ,  制御装置 ,  ケイ素 ,  多モード ,  非対称性 ,  逐次近似
準シソーラス用語： 低電力化 ,  電流モード , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 音声処理  (JE05000E) ,  自然語処理  (JE06000L)

タイトルに関連する用語 (6件)： エネルギー効率 ,  特徴抽出 ,  PID制御 ,  双方向 ,  脳機械インタフェイス ,  設計