運動與動作學神經義肢
ReFIT 卡爾曼濾波器
ReFIT(重新校準、回饋、意圖訓練)卡爾曼濾波器是一套閉迴路訓練配方,使皮質內游標控制的準確度與穩定性大幅提升。它結合兩個構想。其一為意圖估計:校準時我們並不知道使用者真正的意圖速度,但在使用者始終意圖朝螢幕目標直線移動的假設下,將訓練速度向量旋轉為指向目標,並在游標應維持於目標上時將其大小設為零。其二為兩階段重新校準:先擬合一個初始解碼器,於閉迴路中運行以在真實回饋下蒐集資料,再以該閉迴路會期中經意圖校正的運動學重新擬合。
此配方之所以關鍵,是因為以開迴路離線伸手所擬合的解碼器,所見的神經活動分布,與使用者實際操控游標並對其誤差作出反應時所產生者不同。以經意圖校正的閉迴路資料訓練,可使解碼器與群體在回饋下的行為對齊,抑制困擾天真擬合濾波器的漂移與過衝。ReFIT 最初在非人靈長類上示範,隨後轉譯至人體臨床 BCI,至今它與其後繼者仍是標準的基線方法。
在中心向外任務中,先以對八個目標的原始離線伸手擬合出第一個卡爾曼濾波器。使用者以其操控游標數分鐘;記錄到的游標速度被替換為指向真實目標的單位向量(並於維持階段歸零),再以此經校正的資料擬合第二個濾波器。第二個濾波器於閉迴路運行時,移動更為筆直、也更快穩定下來。
ReFIT 核心的兩階段意圖訓練迴路。
ReFIT 的直線指向目標假設是一種建模上的便利,而非字面真理——使用者並非總是意圖走完美直線的路徑。它之所以有效,是因為在設計良好的目標任務上,該假設是一個良好的平均;而當任務不再符合此先驗時,其效能便會下降。
又称
另见