增强认知压力闭环调节使用监督控制体系结构

感到不知所措,焦虑和烦躁不安等症状与高水平的认知压力。相反,损失的认知参与也可能防止个人在他们的目标。低水平的积极的压力,也被称为积极压力,可能会导致记忆问题,缺乏动力和注意力不集中。它也可以影响个人的生产率在工作场所。根据多个报道从美国心理健康,患有抑郁和焦虑的百分比增长在美国。因此,它是至关重要的建立一个机制来跟踪一个人的认知压力和保持良好的范围内。

受到最近的进展可穿戴技术和启发的皮肤电导信号携带重要信息关于内部觉醒状态,可能有实用的方法来处理认知压力在日常生活中。为了应对任何环境刺激,人类的大脑控制自主神经系统以多种方式。皮肤电活动的变化(EDA)信号的影响汗腺激活的变化,变化在皮肤电导信号可以实时追踪使用可穿戴设备。

为了最终实现可穿戴技术跟踪和管理的内部应力状态,实验室的玫瑰Faghih开创了内部觉醒状态的方法并通过监测EDA,即。,他们的皮肤电导波动。他们已经开发了一个数学框架模型内部觉醒状态,与皮肤电导的变化(即信号。一个信号,可以通过戴可穿戴设备测量)。此外,估计隐藏的兴奋状态,他们已经开发出的方法分析了EDA信号并提取底层唤醒事件激活汗腺。

系统建模的内部觉醒状态使控制器关闭循环发展和规范估计应力状态。在这方面,完善的控制技术(即。、线性二次调节器和模型预测控制器)可以应用。在这个过程中找到最优的控制策略调节应力状态在这些方法中,需要一个相应的代价函数最小化。因此,这些控制系统的性能高度依赖的选择相应的目标函数。

作为human-in-the-loop研究人员正在处理问题,找到合适的目标函数的过程变得更加复杂。克服这一挑战,提高闭环系统的性能,Faghih和Fekri Azgomi,最近完成了他的博士学位Faghih的监督下,开发出一种监督控制器,包括一个以知识为基础的监管层,调整了目标函数和曲调参数实时。在这种监管架构,利用模糊系统不断更新目标函数中参数调整环境差异。结果验证了所提出的架构一致估计压力国家所需的范围内设计一个监管层制定最优控制。

此外,提出了监督控制体系结构提供了一个绝妙的设置将有关医学的专业知识,提高闭环系统。这些小说监督控制方法可以进一步扩大提供适应性和健壮的闭环解决国际和intra-subject变化特征。

也存在巨大的潜力在实施监督控制等其他闭环应用程序架构适应脑深部电刺激大脑神经退行性疾病的治疗和自动化药物摄入各种各样的疾病。一旦一个模型和跟踪一个内部状态,利用监督控制方法将导致提高——关闭循环更个性化的方式治疗实践。

这项研究发表在IEEE打开工程在医学和生物学》杂志上。

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