第一篇：华东理工大学论文格式
论文格式
1、摘要和目录
摘要和目录单独编页码，位于页面下方居中，形式为罗马数字。摘要要求先中文（“摘要”）后英文（“Abstract”），中文至少150字，英文至少500印刷字符。“摘要”、“Abstract”和“目录”用黑体小二号、Times New Roman粗体小二号和黑体小二号，居中。“摘要”设置段前为102磅，段后为12磅，摘要的内容用宋体小四号。“关键词”（“Keywords”）用黑体（Times New Roman粗体）小四号，内容用宋体小四号（Times New Roman体），包含3至5个字或词组，中间用逗号分隔，结束时不用标点符号。关键词与摘要相距12磅。目录设置段前为0磅，段后为12磅。目录要求列出一、二级标题，一级标题用黑体四号，二级标题用黑体小4号。
2、论文正文
正文中所有非汉字均用Times New Roman体。
l、字间距设置为“标准”，段落设置为“1.25倍行距”。
2、每一章另起页。章节采用三级标题，用阿拉伯数学连续编号，例如1，1.1，1.1.1。章名为一级标题，位于一页的首行居中。章名用黑体小二号，段前距为0磅，与紧接其后的文字或二级标题间距为12磅。二级标题用宋体四号，左对齐，段前距12磅，段后距0磅。三级标题用黑体小四号，左对齐，段前距12磅，段后距0磅。
3、正文用宋体小4号。
4、表名位于表的正上方，用宋体小五号粗体；图名位于图的正下方，用宋体小五号粗体；图表按章编号，例如表2.7为第2章第7个表；图3—1为第3章第1个图。
1.数学公式用斜体，按章编号。
2.页眉从正文开始。页眉左端顶格为该篇文章的标题，右端右对齐为页码，用阿拉伯数字。
3、参考文献
参考文献另起一页。与正文连续编页码，“参考文献”居中，用黑体小二号，段前设置为0磅，段后设置为12磅，著录的内容应符合国家标准（参见《华东理工大学学报》），主要格式如下：
期刊：[序号]作者（用逗号分隔）.题名.刊名，出版年，卷号：（期号），起始页码~终止页码；
书籍：[序号]作者（用逗号分隔）.书名.版本号（初版不写）.出版地：出版者，出版年；
论文集：[序号]作者(用逗号分隔).题名.见(英文用In)：主编.论文集名.出版地：出版者，出版年，起始页码~终止页码；
学位论文：[序号]作者.题名[博士(硕士/学士)学位论文].保存地：保存单位，授予年。
第二篇：华东理工大学
华东理工大学（化工）
华东理工大学原名华东化工学院，办学历史可追溯到100多年前的南洋公学和震旦学院，是1952年由交通大学（上海）、震旦大学（上海）、大同大学（上海）、东吴大学（苏州）、江南大学（无锡）等校化工系合并组建而成的新中国第一所以化工特色闻名的高等学府。1956年被定为全国首批招收研究生的学校之一，1960年起被中共中央确定为教育部直属的全国重点大学，1993年经国家教委批准，更名为华东理工大学，1995年中国石化参与共建，1996年进入国家“211工程”重点建设行列，1997年上海市参与共建共管，2000年经教育部批准建立研究生院，2008年获准建设“985优势学科创新平台”，是国家首批实施自主招生改革的22所高校之一。经过半个多世纪的改革与建设，现已发展成为特色鲜明、多学科协调发展的研究型全国重点大学。
学校现有徐汇校区、奉贤校区和金山科技园区三部分，占地面积2653亩，各类建筑总面积86.7余万平方米，建有一批标准体育设施；图书馆总藏书量284万余册，收订中外文期刊28,000余种，具有CA、EI等84种大型中外文文献数据库和网络镜像数据库；建有教育部科技项目及成果查新中心工作站、上海市科委科技查新站、上海高校外国教材中心、上海市研究生电子文献检索中心等机构，校分析测试中心、珠宝检测中心为国家计量认证单位。
学校设有化工学院、生物工程学院、化学与分子工程学院、药学院、材料科学与工程学院、信息科学与工程学院、机械与动力工程学院、资源与环境工程学院、理学院、商学院、社会与公共管理学院、艺术设计与传媒学院、外国语学院、法学院和体育科学与工程学院等15个专业学院，以及网络教育学院、继续教育学院、国际教育学院、中德工学院、马克思主义学院（人文科学研究院）、工程教育学系等非专业院系。
学校学位授权点覆盖理、工、农、医、法、管、哲、经、文、史、教育、艺术等12个学科门类，38个一级学科。有 64个本科专业；25个硕士学位授权一级学科，146个硕士学位授权点；13个博士学位授权一级学科，81个博士学位授权二级学科点；拥有工商管理（MBA）、公共管理（MPA）、高级管理人员工商管理（EMBA）、法律（JM）、社会工作（MSW）、国际商务（MIB）、药学（M Pharm）、中药学（MCMM）、会计（MPAcc）、艺术（MFA）和工程（含18个领域）的硕士专业学位授予权和高校教师在职攻读硕士学位授予权。设有11个博士后科研流动站，拥有7个国家重点学科、1个国家重点（培育）学科、10个上海市重点学科、上海市一流学科（1个A类、6个B类）。
学校现有在校全日制学生近2.48万人，其中在校全日制研究生8450人（其中博士生1416人），全日制本科生16355人。教职员工3550人，其中两院院士4名，双聘院士4名，国家教学名师2名，国家“973”计划首席科学家6名，国家“863”计划领域主题专家组成员2名，长江学者特聘教授12名，长江学者讲座教授1名，上海市教育功臣1名，新世纪百千万人才工程国家级人选8名，教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队3个，国家级教学团队4个，国家级有突出贡献的中青年专家11名，一大批中青年学者崭露头角。
学校以“培育英才，服务社会；注重过程，勤奋求实；协调发展，特色鲜明”为办学指导思想，以面向企业为主，不断深化教育思想、教育内容、教育方法和课程体系改革，教学质量居全国及上海市高校前列。现有国家精品课程20门，国家双语示范课程3门，上海市精品课程65门；2000年以来，主持国家级教学改革项目16项，获国家级教学成果奖17项，完成“十一五”国家级规划教材52部，10部教材获国家级奖励；现有国家特色专业12个，建有联合国教科文组织工程教育中心中国分中心、国家级工科化学实验教学示范中心、国家级材料实验教学示范中心、大学生创业人才培养示范实验区，以及3个上海市级实验教学示范中心、1个上海高校创新创业教育实验基地。
多年来，学校以培养“厚基础、强实践、高素质、具有创新精神和国际视野的社会英才”为目标，重视对学生全方位的培养。国际国内数模竞赛多次名列上海市乃至全国参赛学校之首，1997年、2005年两获美国大学生数模竞赛特等奖，成为国际上少数两获殊荣的高校之一；1993年、1999年和2007年在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中三捧“优胜杯”；在历年全国和上海市级各类英语比赛中屡获大奖，在 2007年“国际英语辩论大赛中国赛区”比赛中获冠军队、季军队和最佳辩手；女子乒乓球队多次在世界大学生乒乓球锦标赛上夺冠。同时，在物理、数学、计算机编程、电子设计、机器人制作、科技发明、英语演讲等方面的竞赛中也成绩斐然，均名列国内和上海市高校前列。
学校有8个国家级研究基地、21个省部级研究基地、2个国际合作科研基地、55个校级研究所（中心），建有国家大学科技园，是全国6所首批建立国家技术转移中心的高校之一。每年承担各类研究课题1000多项，科研经费逐年增加，2011年超过5亿元。历年来获国家自然科学奖、国家发明奖及国家科技进步奖56项，省部委科技进步奖550多项，国内外专利1400余项。取得一大批重大创新成果，一批行业共性、关键技术的大规模产业化推广应用产生了重大的经济和社会效益。
学校在技术转移与产学研合作方面特色鲜明，处于全国领先地位。入选首批国家技术转移示范机构，加盟“新一代煤（能源）化工”等六个国家级技术创新战略联盟，特别是向美国最大的炼油企业Valero公司进行的“石油焦气化技术”实施许可，标志着中国大型化工成套技术首次向美国等发达国家实施技术转移，也是中国高校迄今为止获得的最高海外技术许可费用项目。
学校重视并不断拓展对外合作交流空间，已与美、德、日、法、英、加、韩、澳等国的150多个高校、企业集团和科研机构建立了长期广泛的学术交流关系，特别是与一批海外高水平研究型大学建立了姊妹学校关系或签署了合作协议并实施教师互访、学生交换以及联合培养的合作机制。
在抓好物质文明建设的同时，学校始终坚持花大力气，加强党建和精神文明建设，推进学生全面素质的培养。学校率先进行“两课”改革，改革成果分别获得上海市和全国优秀教学成果一等奖；在上海市组织的学习邓小平理论优秀论文评选活动中，连续五年获得一等奖和优秀组织奖；心理健康教育工作获得“全国大学生心理健康教育工作开拓奖、“全国大学生心理健康教育工作先进单位”等奖，是“上海市心理健康教育与咨询区域示范中心”。在营造育人环境、创新育人机制，发挥整体育人优势的实践中，取得明显成效，涌现出了一大批优秀学生和先进集体。学校先后获得“全国大学生艺术节上海市活动优秀组织奖”、“全国大学生暑期社会实践工作先进集体”；被评为“上海市群体工作示范单位”、“上海市艺术教育先进集体”、“上海市拥军优属模范单位”、“上海市社会治安综合治理先进集体”、“全国群众体育先进集体”、“全国学校民主管理先进单位”、“全国高校后勤十年社会化改革先进院校”，是教育部全国毕业生就业典型经验高校；1996年以来连续八次荣获上海市“文明单位”光荣称号。
半个多世纪来，学校共为国家培养了17万余名毕业生（含网络、继续教育毕业生），校友中15人当选中国科学院、中国工程院院士，许多人成为国家和各级政府部门的领导；一大批优秀人才成为高校、科研机构、骨干企业的领军人才和高级技术专家。同时还涌现出许多诸如获得“2006影响世界华人大奖”等各种荣誉的海外杰出校友。1988年，在学校庆祝石油加工系成立三十周年时，江泽民同志欣然题词：人才辈出。
今天，华东理工大学正昂首阔步，在未来十年或者更长一段时间，朝着把学校建设成为国际知名、特色鲜明、多学科高水平研究型大学的总体目标前进。
第三篇：华东理工大学
华东理工大学
华东理工大学原名华东化工学院，办学历史可追溯到100多年前的南洋公学和震旦学院，是1952年由交通大学（上海）、震旦大学（上海）、大同大学（上海）、东吴大学（苏州）、江南大学（无锡）等校化工系合并组建而成的新中国第一所以化工特色闻名的高等学府。1956年被定为全国首批招收研究生的学校之一，1960年起被中共中央确定为教育部直属的全国重点大学，1993年经国家教委批准，更名为华东理工大学，1996年进入国家“211工程”重点建设行列，1997年上海市参与共建共管，2000年经教育部批准建立研究生院，2008年获准建设“985优势学科创新平台”，是国家首批实施自主招生改革的22所高校之一。经过半个多世纪的改革与建设，现已发展成为特色鲜明、多学科协调发展的研究型全国重点大学。
学校现有徐汇校区、奉贤校区和金山科技园区三部分，占地面积2653亩，各类建筑总面积91.2万平方米，建有一批标准体育设施；图书馆总藏书量299.8万册，收订中外文期刊4.3万余种，具有CA、EI等84种大型中外文文献数据库和网络镜像数据库；建有教育部科技项目及成果查新中心工作站、上海市科委科技查新站、上海高校外国教材中心、上海市研究生电子文献检索中心等机构，分析测试中心、珠宝检测中心为国家计量认证单位。
学校设有化工学院、生物工程学院、化学与分子工程学院、药学院、材料科学与工程学院、信息科学与工程学院、机械与动力工程学院、资源与环境工程学院、理学院、商学院、社会与公共管理学院、艺术设计与传媒学院、外国语学院、法学院和体育科学与工程学院等15个专业学院，以及网络教育学院、继续教育学院、国际教育学院、国际工程师学院（中德工学院）、马克思主义学院（人文科学研究院）、工程教育学系等非专业院系。
学校学位授权点覆盖理、工、农、医、经、管、文、法、艺术、哲学、教育11个学科门类，38个一级学科。有 65个本科专业；25个硕士学位授权一级学科，147个硕士学位授权点；13个博士学位授权一级学科，81个博士学位授权二级学科点；拥有工商管理（MBA、EMBA）、公共管理（MPA）、法律（JM）、社会工作（MSW）、国际商务（MIB）、药学（M Pharm）、中药学（MCMM）、会计（MPAcc）、艺术（MFA）和工程（含18个领域）的硕士专业学位授予权和高校教师在职攻读硕士学位授予权。设有11个博士后科研流动站，拥有7个国家重点学科、1个国家重点（培育）学科、10个上海市重点学科、7个上海高校一流学科。
学校现有在校全日制学生近2.48万人，其中在校全日制研究生8541人（其中博士生1441人），全日制本科生15425人。现有教职员工3504人，其中两院院士4名，双聘院士4名，国家“千人计划”5名，国家教学名师2名，国家“973”计划首席科学家7名，国家“863”计划领域(主题)专家组成员3名，“长江学者”特聘教授13名、讲座教授2名，国家杰出青年基金获得者15名，上海市教育功臣1名，新世纪百千万人才工程国家级人选8名，教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队3个，国家级教学团队4个，国家级有突出贡献的中青年专家11名，一大批中青年学者崭露头角。
学校以“培育英才，服务社会；注重过程，勤奋求实；协调发展，特色鲜明”为办学指导思想，不断深化教育思想、教育内容、教育方法和课程体系改革，教学质量居全国及上海市高校前列。现有国家精品课程20门，国家双语示范课程3门，上海市精品课程65门；2000年以来，主持国家级教学改革项目16项，获国家级教学成果奖17项，完成“十一五”国家级规划教材52部，10部教材获国家级奖励；现有国家特色专业12个，建有国家级工科化学实验教学示范中心、国家级材料实验教学示范中心、大学生创业人才培养示范实验区，以及3个上海市级实验教学示范中心、1个上海高校创新创业教育实验基地。
多年来，学校以培养“厚基础、强实践、高素质、具有创新精神和国际视野的社会英才”为目标，重视对学生全方位的培养。国际国内数模竞赛多次名列上海市乃至全国参赛学校之首，1997年、2005年两获美国大学生数模竞赛特等奖，成为国际上少数两获殊荣的高校之一,2011年、2012年又两次获得国际大学生数模竞赛特等奖提名；1993年、1999年和2007年在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中三捧“优胜杯”；在历年全国和上海市级各类英语比赛中屡获大奖，在 2007年“国际英语辩论大赛中国赛区”比赛中获冠军队、季军队和最佳辩手；女子乒乓球队多次在世界大学生乒乓球锦标赛上夺冠。同时，在物理、数学、化学、计算机编程、电子设计、机器人制作、智能车、先进成图技术与信息建模、过程控制仿真、科技发明、英语演讲等方面的竞赛中也成绩斐然，均名列国内和上海市高校前列。
学校有8个国家级研究基地、23个省部级研究基地、2个国际合作科研基地、55个校级研究所（中心），建有国家大学科技园，是全国6所首批建立国家技术转移中心的高校之一。每年承担各类研究课题1200多项，科研经费逐年增加，2013年超过6.5亿元。历年来获国家自然科学奖、国家发明奖及国家科技进步奖59项，省部委科技进步奖600多项，拥有各类国内外有效专利1500余项。取得一大批重大创新成果，一批行业共性、关键技术的大规模产业化推广应用产生了重大的经济和社会效益。
学校重视并不断拓展对外合作交流空间，已与美、德、英、法、日、加、韩、澳等国的180多个高校、企业集团和科研机构建立了长期广泛的学术交流关系，特别是与一批海外高水平研究型大学建立了姊妹学校关系或签署了合作协议并实施教师互访、学生交换以及联合培养的合作机制。
在抓好物质文明建设的同时，学校始终坚持花大力气，加强党建和精神文明建设，推进学生全面素质的培养。学校率先进行“两课”改革，改革成果分别获得上海市和全国优秀教学成果一等奖；在上海市组织的学习邓小平理论优秀论文评选活动中，连续五年获得一等奖和优秀组织奖；心理健康教育工作获得“全国大学生心理健康教育工作开拓奖”、“全国大学生心理健康教育工作先进单位”等奖，是“上海市心理健康教育与咨询区域示范中心”。在营造育人环境、创新育人机制，发挥整体育人优势的实践中，取得明显成效，涌现出了一大批优秀学生和先进集体。学校先后获得“全国大学生艺术节上海市活动优秀组织奖”、“全国大学生暑期社会实践工作先进集体”；被评为“上海市群体工作示范单位”、“上海市艺术教育先进集体”、“上海市拥军优属模范单位”、“上海市社会治安综合治理先进集体”、“全国群众体育先进集体”、“全国学校民主管理先进单位”、“全国高校后勤十年社会化改革先进院校”，是教育部全国毕业生就业典型经验高校；1995年以来连续9次荣获上海市“文明单位”光荣称号。
半个多世纪来，学校共为国家培养了19.93万名毕业生（含网络、继续教育毕业生），校友中15人当选中国科学院、中国工程院院士，许多人成为国家和各级政府部门的领导；一大批优秀人才成为高校、科研机构、骨干企业的领军人才和高级技术专家。同时还涌现出许多诸如获得“2006影响世界华人大奖”等各种荣誉的海外杰出校友。1988年，在学校庆祝石油加工系成立三十周年时，江泽民同志欣然题词：人才辈出。
今天，华东理工大学正昂首阔步，在未来十年或者更长一段时间，朝着把学校建设成为国际知名、特色鲜明、多学科高水平研究型大学的总体目标前进。
（本栏目内容由校长办公室于2014年4月18日更新）
第四篇：华东理工大学学报论文介绍
说明：此“论文模板”是由多篇文章拼接而成，内容多有不连贯处，仅供修改体例格式时参考。具体格式要求以“论文格式”为准。红色为说明性文字。
蜗壳式旋风分离器内的湍流特性
论文题目要精炼、醒目，去掉“研究”字样，一般不超过20个字。
陈新爱1，徐志南2，范
梅1，岑沛霖2
（1浙江大学生命科学学院，浙江 杭州 310029；2 浙江大学生物工程研究所，浙江 杭州 310027）
作者姓名之间用逗号隔开；单位排在姓名之下，单位名称用全称，后加逗号排所在省、市及邮编。
摘要：利用等离子体诱导填孔接枝聚合法将聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）接枝聚合在聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜上制备了一系列具有较宽接枝率范围的温度感应式开关膜，系统地研究了接枝率对膜的温度感应开关特性的影响。结果表明，开关膜的接枝率对膜的过滤通量、温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数都有十分重要的影响。接枝率在小于等于2.81%时，温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数均随接枝率增加而增加；而对于接枝率大于等于6.38%的膜，膜开关系数和膜孔径感温变化倍数总是趋近于1，膜不具备温度感应开关特性。为了获得预期的开关性能，必须将膜的接枝率控制在适当的范围。
摘要（不用“提要”）中一般不出现公式，去掉“本文”字样，不出现参考文献序号。中文摘要一般不超过300字。
关键词：温度感应；开关膜；接枝率；开关特性；渗透性能
关键词尽量选用《CA》关键词表中提供的规范词，一般列3～6个关键词，词间加分号。
中图分类号：TQ 028.8
文献标识码：A
文章编号：0438-1157（2006）00-0000-00 可列出一个或一个以上中图分类号，按《中国图书馆分类法》确定。
Turbulence properties in cyclone separator with volute inlet 英文题目与中文题目对应，略去题目中的冠词，去掉“Study on”等字样。
CHEN Xin’ai1，XU Zhinan2，FAN Mei1，CEN Peilin2
(1College of Life Science，Zhejiang University，Hangzhou 310029，Zhejiang，China；
2Institute of Bioengineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang，China)英文作者姓名之间用逗号隔开。姓大写，名首字母大写，不用“-”。单位名称用全称，不用缩写，如Lab.。
Abstract：A series of thermo-responsive gating membranes, with a wide range of grafting yields, were prepared by grafting poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM)onto porous polyvinylidene fluoride(PVDF)membrane substrates with a plasma-induced pore-filling polymerization method.The effect of grafting yield on gating characteristics of thermo-responsive gating membranes was investigated systematically.The results showed that the grafting yield heavily affected water flux, responsiveness coefficient and thermo-responsive gating factor of membrane pore size.When the grafting yield was smaller than 2.81%, both responsiveness coefficient and thermo-responsive gating factor of pore size increased with increasing grafting yield;however, when the grafting yield was higher than 6.38%, both responsiveness coefficient and thermo-responsive gating factor of membrane pore size were always equal to 1, i.e., no gating characteristics existed.In order to obtain a satisfactory gating property of the membrane, the grafting yield must be kept in a proper range.英文摘要以占0.5个版面为宜，应包括论文研究目的、方法、结果和结论的主要内容，可比中文摘要详细。摘要中首次出现缩写时应注出全称。
Key words：thermo-responsive；gating membrane；grafting yield；gating characteristics；permeability 英文关键词与中文关键词对应，首字母小写，词间用分号隔开。
2003-01-10收到初稿，2003-00-00收到修改稿.联系人：褚良银.第一作者：李艳（1974—），女，博士研究生，讲师.基金项目：国家自然科学基金（20206019）.Received date: 2003-01-10.Corresponding author: Prof.CHU Liangyin.E-mail: chuly@scu.edu.cn
Foundation item: supported by the National Natural Science Foundation of China(20206019).第一作者简介应包括姓名、出生年、性别、学位、职称。国家自然科学基金等国家级资助项目应注明编号。
引
言
一律用“引言”，不用“前言”、“序言”等，引言不编号。
环境感应式开关膜一般是在多孔膜基材上接枝智能化“聚合物刷”作为环境感应开关，该“聚合物刷”开关能感应环境因素的变化而改变它的构象，从而引起膜的渗透性能发生变化。环境感应式开关膜的用途相当广泛，能用于药物控制释放[1-2]、化学分离[3]、化学传感器以及组织工程[4]等。目前，具有智能开关的环境感应式开关膜是膜学与医用高分子材料领域的研究热点[5]。迄今，人们已经用辐照诱导接枝、化学接枝以及等离子体诱导接枝等不同的方法在多孔膜上接枝不同类型的智能开关，据报道这些智能开关能对温度、pH值、光、电场、磁场、化学物质以及生物物质等不同环境信息的变化产生感应[1-4, 6-12]。然而，在这类开关膜的接枝率对其膜孔开关特性的影响方面，研究报道尚很少见。本文采用等离子体诱导填孔接枝聚合法在聚偏氟乙烯（PVDF）多孔膜上接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）温度感应型开关，制备了一系列具有较宽接枝率范围的感温型开关膜，较系统地研究了开关膜的接枝率对其温度感应开关特性的影响，以期为该类温度感应型开关膜在进一步应用开发中的设计和制备提供指导。
引言应引述在这一领域的最新进展与问题，从而引出本工作的价值。实验材料和方法
文中的层次编号用阿拉伯数字，并以“1”、“1.1”、“1.1.1”形式编排。文中尽量不用“我们”字样。1.1 材料
聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜，浙江（火炬）西斗门膜工业有限公司提供，平均孔径为0.22 μm（量、单位和符号严格执行国家标准，不可使用非法定计量单位。引用文献数据出现非法定计量单位时，应加换算成法定计量单位的关系式。组合单位用指数形式，如J·kg-1，不用J/kg形式。数字与单位之间加空格）。N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM），由日本Kohjin公司赠送，用正己烷-丙酮（体积比50/50）混合溶剂重结晶3次。氩气，纯度为99.5﹪。实验用水为双重去离子水，电阻为16 MΩ。1.2 等离子体诱导填孔接枝聚合装置 等离子体诱导接枝聚合装置如图1（在正文中必须有与图、表呼应的文字，且叙述应与图、表结果相符。图、表依出现的顺序编号）所示，它由真空系统、氩气供给系统、SY型射频功率源及SP-II型射频匹配器系统以及反应容器系统等部分组成，其中SY型射频功率源和SP-II型射频匹配器由中国科学院微电子中心提供，功率源的频率为13.56 MHz，最大输出功率为300 W。
图1 等离子体诱导接枝聚合装置
Fig.1 Plasma-induced pore-filling graft polymerization apparatus 图的下方须注出图序和图题。图题采用中英文对照，分图题、图注、图内文字均用英文，图注、图内文字首字母小写。图宽一般不大于75mm。
流程图、设备图要合理、简洁，不列与正文无关的内容。注意流程图箭头走向。计算机框图要按规定画，如起始用、判断用◇等。1.3 分析测试仪器
傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR），Spectrum one 型，美国P-E Com.；扫描电镜（SEM），JSM-5900LV型，日本电子公司；电子微量天平（精度为0.01 mg），Sartorius BP211D 型，瑞士；真空微滤器（φ60 mm），浙江（火炬）西斗门膜工业有限公司；低温恒温槽（DC-0506型），上海衡平仪器仪表厂。1.4 PNIPAM接枝开关膜的制备
(1)基材膜的洗净：PVDF多孔基材膜用乙醇洗净，干燥至恒量。(2)单体溶液的冻结脱气：用氮气置换30 min后的去离子水配成一定浓度的NIPAM单体溶液。用液氮冻结，然后抽真空到1 Pa以下，再解冻；反复3~4次，直至真空计读数反弹不超过13 Pa。(3)单体瓶内氩气置换：单体溶液抽真空，然后充入氩气，再抽真空，反复3~4次使单体瓶中形成氩气氛围，最后单体瓶内压力保持为10 Pa。(4)等离子体引发：对基材瓶内进行氩气置换，反复3~4次，压力亦控制为10 Pa。启动射频功率源，对基材膜进行等离子体引发处理。(5)接枝聚合：向基材瓶中导入NIPAM单体溶液，在30 ℃恒温水浴中进行接枝聚合反应。反应进行到设定时间后，导入氧气使反应停止。(6)接枝膜的清洗：将接枝膜浸入双重去离子水，在30 ℃恒温水浴中进行振荡清洗24 h，每隔8 h更换一次去离子水。清洗后，膜在50 ℃下真空干燥至恒量。
PNIPAM在PVDF基材膜上的接枝情况用FT-IR和SEM进行表征。接枝量的大小用接枝率来表示，即PVDF多孔基材膜接枝PNIPAM开关前后的质量变化率，用下式计算
YWgW0W0100%
(1)公式依出现的顺序编号。物理量注意用斜体。1.5 PNIPAM接枝开关膜的温度感应性能实验
PNIPAM接枝开关膜的温度感应开关特性用其在不同温度条件下真空过滤时水通量（J）（物理量符号在文中首次出现时，前面应有其中文名词，后文重复出现时可直接用符号表示）的变化来进行表征。在不同温度条件下，真空过滤压差恒定为-90 kPa。由于PNIPAM的低临界溶解温度(LCST)一般在32 ℃左右，所以将膜的环境温度变化范围设定为25~40 ℃。实验结果与讨论
2.1 温敏型PNIPAM接枝开关膜的制备与表征
2.1.1 等离子体诱导填孔接枝聚合原理
等离子体（无论是惰性气体还是活性气体）只要与高分子材料短时间（数十秒到几分钟）接触就能有效地使高分子材料表面层中产生大量自由基。本实验所采用的是Ar气辉光放电等离子体，基材膜为PVDF微孔膜。产生自由基的反应可表示为
Ar—→h＋e＋Ar+＋Ar＋Ar*＋…
(等离子体化)
－式中
h为等离子体辐射的紫外光，Ar*为激发态氩分子。等离子体的这些活性物种与PVDF膜孔表面（包括膜孔内表面）将会发生如下一些生成自由基的反应
RF—→R•＋F•
（受紫外光的作用）
RF＋Ar*—→RF*＋Ar 或 R•＋F•＋Ar
（与激发态的原子或分子反应）新产生的自由基可以继续参与各种反应，若导入各种官能团则可接枝生成表面功能层。在膜孔内表面上接枝的PNIPAM链将会起到温度感应开关的作用。
2.1.2
PNIPAM接枝膜的FT-IR表征
图2所示为聚偏氟乙烯膜接枝PNIPAM前后的红外光谱图，其中谱线a所示的是接枝前的基材膜，谱线b所示的是接枝PNIPAM后的膜。从图2中可见，同基材膜的IR谱线相比，接枝后的膜的IR谱线在1658.91 cm-1处新增有明显的酰胺Ⅰ特征峰（羰基吸收），在1548.60 cm-1处新增有酰胺Ⅱ特征峰（酰胺基中N—H及C—N吸收）。这充分证明PNIPAM已成功地接枝到PVDF膜上。
图2 聚偏氟乙烯膜接枝PNIPAM前后的红外光谱
Fig.2 IR spectra of PVDF membranes a—ungrafted；b—PNIPAM-grafted 坐标图一律采用封闭图，端线尽量取在刻度线上。
横、竖坐标必须垂直，坐标刻度线的疏密程度要相近，刻度线朝向图内，去掉无数字对应的刻度线，不用背景网格线。标度数字尽量圆整，过大或过小时可用指数表示，如102、10-2。图注的各项间用分号，最后无标点。
2.1.3 具有不同接枝率的开关膜的微观形貌分析
通过改变射频电源放电功率、NIPAM单体浓度和接枝时间可以制备出具有不同接枝率的PNIPAM开关膜。表1所示为不同制备工况条件下制备出的一些PNIPAM开关膜代码及其相应的PNIPAM接枝率。从表1可以看出，当其他条件相同时，PNIPAM接枝率随着放电功率增加而增大。这是由于，放电功率越高，多孔基材膜孔表面因等离子体诱导而产生的自由基数量就会越多，于是在同样反应时间内接枝聚合到膜上的PNIPAM量就会越大。当放电功率相同时，单体溶液中NIPAM浓度增大或者是接枝反应时间延长均会使多孔膜上的PNIPAM接枝量增加。因为随着NIPAM单体浓度的增大以及反应时间的延长都将有更多的NIPAM单体分子扩散到膜孔表面参与接枝反应，从而使膜上的PNIPAM接枝量上升。
表1 PNIPAM开关膜代码及其相应的PNIPAM接枝率
Table 1 Code and relative grafting yield of some PNIPAM-g-PVDF gating membranes
Experimental parameter Membrane code P24 P5 P9 P12 P4 P3 P2 Argon plasma power/W 30 30 20 30 30 30
①
NIPAM concentration in monomer solution
/%(mass)1 1 3 3 3 3
Grafting time/min 60 120 240 60 60 120 180
Grafting yield
/%
0.19 0.79 0.80 2.81 6.38 14.03 14.95 ① Plasma treatment time = 60 s.Note: Testing temperature is about 300 K.表的上方须注出表序和表题。表题采用中英文对照，表注、表内文字均用英文。表的结构应简洁，具有自明性，采用三线表。表头物理量对应数据应纵向可读。
表注分两种：一种是对全表的综合性注释，以不加括号的阿拉伯数字编号，数字前冠以“Note：”，注文回行时左边顶格，每注末加句号；另一种表注与表内某处文字或数字对应，这时表内文字或数字右上角加“①、②”字样，表注也以“①、②”引出注释文字。表内物理量尽量用符号表示。物理量与单位间用斜线，两者不能并列时，斜线与单位一起排于物理量下方。
为了观察具有不同接枝率的PNIPAM开关膜的微观形态，将膜放入液氮中深冷，然后脆断制样，镀金，用扫描电镜观测断面。图3所示为具有不同接枝率的PNIPAM开关膜的断面SEM图。可以看出，3张SEM照片所示的膜结构有明显的区别。图3(a)为未接枝的PVDF微孔基材膜，可以明显看出膜表层以及较疏松的支撑层结构；图3(b)和图3(c)均为PNIPAM接枝后的PVDF膜，可以看出，包括支撑层在内的整个膜厚度范围内膜结构都发生了变化，比基材膜显得致密，这说明沿整个膜厚度方向都较均匀地接枝上了PNIPAM。比较图3(b)和图3(c)还可以看出，随着PNIPAM接枝率的增大，膜断面变得更加致密，也就是说膜孔隙会随接枝率的增大而变小。
(a)ungrafted PVDF membrane
(b)PNIPAM-g-PVDF membrane with grafting yield of 6.38%
(c)PNIPAM-g-PVDF membrane with grafting yield of 14.03%
图3 PNIPAM开关膜的断面SEM图
Fig.3 SEM micrographs of cross-sections of PVDF membranes 分图用（a）、（b）等区分，分图题置于各分图下方。
照片图必须清晰，层次分明，放大倍数（或比例尺）应清晰易辨。2.2 具有不同接枝率的PNIPAM开关膜的水通量的温度感应特性
在25~40 ℃范围内具有不同接枝率的开关膜在真空过滤时的水通量对温度的感应特性如图4所示。从图4中的实验结果可以看出，未接枝的基材膜的水通量随温度的升高略有上升。这是由于水的黏度会随温度升高而逐渐降低，从而导致过滤阻力有所减小、水通量略微增大。而在接枝PNIPAM后，接枝率适中的膜（如P24、P9、P5和P12）的水通量在32 ℃附近发生了较显著的变化。这是由于PNIPAM的LCST约为32℃，当环境温度T＜LCST时，膜孔内接枝的PNIPAM分子链处于伸展构象，从而使得膜孔变小或关闭，于是水通量变小；当T＞LCST时，膜孔内接枝的PNIPAM分子链则处于收缩构象，使得膜孔变大或开启，于是水通量变大。也就是说，膜孔内接枝的PNIPAM分子链可以起到智能化温度感应开关的作用。由于PNIPAM接枝分子链长度以及分子链随温度改变构象的感应时间均随接枝率不同而不同，所以具有不同接枝率的开关膜对温度的感应特性也不同。但是，如果接枝率太高（如P2、P3和P4），则不论是在25 ℃还是在40 ℃时水通量都趋近于0。说明这时膜孔已被接枝的PNIPAM堵住，即使在PNIPAM分子链处于收缩构象时膜孔也不能再开启，在此状态下已经起不到开关膜的作用。
图4 具有不同接枝率的开关膜在真空过滤时的水通量对温度的感应特性 Fig.4 Thermo-responsive characteristics of water flux of PNIPAM-g-PVDF membranes
with different grafting yields(P0: ungrafted PVDF membrane;P24，P9，P5，P12，P2，P3 and P4 are those membranes listed in Table 1)图内的空间较大时可将图注列在图内空白处。坐标物理量尽量用符号表示，物理量与单位间用斜线。2.3 接枝率对PNIPAM接枝膜的温度感应开关特性的影响
接枝率对PNIPAM接枝膜的温度感应开关特性的影响如图5所示，其中图5(b)中的R为膜的温度感应开关系数（或称响应系数），定义如下
RJ40
(2)J25如果膜在两个温度下的水通量均为零，则定义膜的响应系数R为1，即认为膜没有温度响应性。
图5表明，随着PNIPAM接枝率的增加，25 ℃和40 ℃时膜的水通量都有所减小；当接枝率大于等于6.38%时，25 ℃和40 ℃时的水通量都减至零。接枝率小于等于2.81%时，温度感应开关系数随接枝率增加而增加；而对于接枝率大于等于6.38%的膜，开关系数趋近于1，此时膜不具备温度感应开关特性。可以看出，只有当接枝率小于6.38%时，膜孔内接枝的PNIPAM分子链才能起到温度感应器和水通量调节阀的作用；而当接枝率大于等于6.38%时，由于膜孔内接枝的PNIPAM分子链太长以及接枝的密度太大，使得PNIPAM链失去了温度感应器和水通量调节阀的作用。对环境感应型开关膜而言，一般都希望膜的环境感应开关系数越大越好。所以在制备开关膜的时候一定要把接枝率控制在适当的范围，才能获得预期的智能化开关性能。
图5 接枝率对PNIPAM接枝膜的温度感应开关特性的影响
Fig.5 Effect of grafting yield on thermo-responsive gating characteristics of PNIPAM-g-PVDF membranes
2.4 接枝率对PNIPAM接枝多孔膜的膜孔开关行为的影响
多孔膜的过滤通量可用Hagen-Poiseuille方程来描述
nπd4p
(3)J128l对于PNIPAM接枝的多孔膜，由于膜孔内表面上接枝层的存在，膜孔直径比未接枝时变小。由式（3）知，过滤速率与孔径的4次方成正比。所以，膜孔内表面接枝的PNIPAM层随温度变化而引起的PNIPAM分子链伸展-收缩构象变化将会极大地影响膜的过滤通量。由式（3）知，PNIPAM接枝膜在温度T和25 ℃时的有效膜孔径dg, T和dg, 25的比值（定义为温度感应孔径变化倍数）可表示为
Nd,T/25dg,Tdg,25JTTJ25251/
4(4)PNIPAM接枝多孔PVDF膜P12的温度感应孔径变化倍数如图6所示。可以看出，正如前面指出的那样，由于接枝的PNIPAM分子链构象的改变，使得开关膜的孔径在PNIPAM的LCST（32 ℃附近）发生显著改变。开关膜的孔径大小突变发生在31~37 ℃温度范围内；而在温度小于等于31 ℃或大于等于37 ℃的情况下，膜孔径几乎保持不变，这是因为PNIPAM分子链构象在这两种温度条件下均呈现稳定状态。
图6 PNIPAM接枝多孔PVDF膜P12的温度感应孔径变化倍数
Fig.6 Thermo-responsive change of pore size of PNIPAM-g-PVDF membrane(No.P12 in Table 1)
为了定量描述接枝率对PNIPAM接枝多孔膜的膜孔开关行为的影响，特定义PNIPAM接枝膜在温度40 ℃和25 ℃时的有效膜孔径dg, 40和dg, 25的比值为膜孔径感温变化倍数
Nd,40/25dg,40dg,2
5(5)接枝率对膜孔径感温变化倍数的影响如图7所示。显然，接枝率不同的开关膜膜孔径感温变化倍数明显不同。接枝率很小时，接枝的PNIPAM分子链很短，由于构象变化引起的孔径变化倍数很小；随着接枝率的增大，接枝的PNIPAM分子链长度增大，由于其构象变化而引起的孔径变化率也增加；但如果接枝率增加太多时，接枝的PNIPAM分子链太长，其构象变化已不能引起膜孔径变化（这时膜孔已被接枝的PNIPAM堵塞了）。比较图5(b)和图7可以看出，膜的温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数随接枝率变化而变化的趋势是一样的，这也说明了PNIPAM接枝开关膜随温度改变而引起的水通量变化和膜孔径变化之间具有一致性。综上所述，如果要依靠膜孔的开关行为来实现较满意的温度感应型过滤性能，就必须严格控制开关膜的制备过程参数，使其具备适当的接枝率。
图7 接枝率对膜孔径感温变化倍数的影响 Fig.7 Effect of grafting yield on gating factor of pore size 结
论
（1）FT-IR图谱分析、SEM观测和过滤性能实验结果都表明PNIPAM能被均匀接枝在PVDF膜孔上。
（2）射频放电功率增加、单体溶液中NIPAM浓度增大或者接枝反应时间延长，均会使多孔膜上的PNIPAM接枝率增加。
（3）接枝率适中（0.19%~2.81%）的PNIPAM接枝多孔膜，温度感应孔径变化倍数和水通量在32℃附近发生较显著的变化，膜孔内接枝的PNIPAM分子链可以起到智能化温度感应开关的作用。
（4）开关膜的接枝率对其温度感应开关特性有十分重要的影响。接枝率在小于等于2.81%时，温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数均随接枝率增加而增加；而对于接枝率大于等于6.38%的膜，开关系数和膜孔径感温变化倍数始终趋近于1，此时膜不具备温度感应开关特性。
（5）在设计和制备环境感应型智能化开关膜时，一定要将接枝率控制在适当的范围，才能获得预期的开关膜效果。
符
号
说
明
按英文字母顺序排列，同一字母先排大写后排小写；希腊文接英文后排，也按字母顺序排列。符号与说明间用二字线，说明文字与单位间用逗号。
一个符号只代表一个物理含义，一个物理量只用一个符号表示。符号尽量简化，最好以单字母表示。物理量符号采用国家标准中的规定，如压力用p、温度用T，均用斜体。矢量、张量、矩阵用黑斜体。
下角一般用小写正体，只有下列情况除外：（1）表示数、变量用小写斜体，如Si，i=1,2,…，i用斜体；（2）保留原物理含义，如比定压热容cp中的p为小写斜体；（3）液体l为区别数字1，用斜体l。
dg, T，dg, 25，dg, 40
J
JT，J25，J40
Nd,T/25 Nd,40/25
p W0，Wg
Y η ηT，η25 下角标
g 0 —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
—— ——
分别为接枝PNIPAM后的膜在温度T、25、40℃时的有效膜孔径，m 膜滤通量，ml·cm-2·min-1
分别为环境温度为T、25、40℃时实测的膜的水通量，ml·cm-2·min-1 PNIPAM接枝膜的温度感应孔径变化倍数（T和25℃时的有效膜孔径的比值）PNIPAM接枝膜孔径感温变化倍数（40℃和25℃时的有效膜孔径的比值）膜过滤压力差，Pa
分别为接枝前、后膜的质量，g PNIPAM在基材膜上的接枝率，% 渗透液的黏度，Pa·s
分别为温度为T、25℃时渗透液的黏度，Pa·s
接枝后 接枝前
References 参考文献以在正文中引用的先后顺序排列，序号加方括号。内部资料和非出版物不能引用。
参考文献全部采用英文著录，文献作者应全部列出，具体格式参见“参考文献著录规则”。参考文献数量最好不少于15篇。
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第五篇：华东理工大学论文报告封面
《控制科学与工程前沿讲座》
题
目
脑机接口技术
学
院
信息科学与工程学院 专 姓 业
控制科学与工程
名
郭红杰
学
号
030130653
教
师
侍洪波
2014年1月6日
1、引言
脑一机接口(Brain—Computer Interface．BCI)技术形成于20世纪70年代(1973年，Vidal)。是一种涉及神经科学、信号检测、信号处理、模式识别等多学科的交叉技术。第一次BCI国际会议对BCI的定义是：“脑一计算机接口是一种不依赖于脑的IE常输出通路(外围神经和肌肉)．在人脑与计算机或其他电子设备之问建立的直接交流和控制通道的适时通讯系统”。随着人们对神经系统功能认识的提高和计算机技术的发展．BCI技术的研究呈明显的上升趋势．成为生物医学工程、计算机技术、通信等领域一个新的研究热点。
目前全球老龄化趋势越来越严重，我国也面临同样问题。据权威部门预测，2010年，中国60岁及以上老年人口将达到1.74亿，约占总人口的12.78％。其中，80岁以上老人将达到2132万，占老年人口总数的12.25％。全国老龄工作办公室提供的调查资料表明，60岁以上老年人在生命期内，平均有1/4左右时间处于肌体功能受损状态，需要不同程度的照料和护理。中国约有3250万老年人需要不同形式的长期护理，而我国目前为老年人提供服务的设施严重不足。同时，由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年增加，这更加大了对服务设施的需求。目前许多发达国家采用服务机器人为老年人与残疾人士提供服务，提高他们的生活质量。但是由于大多数服务机器人与人的交互方式都是通过声音、按钮等传统方式，很多老年人及残障人士部分或完全丧失了自主控制肌肉的能力，甚至吞咽、说话都困难，这些人控制此类服务机器人的难度非常大。如何使这部分人群重新恢复对外部世界的控制能力以及与外部世界交流的能力，帮助他们重新返回现代社会是目前研究的热点。脑机接口技术为该问题的解决提供了一个良好 的可选择方案。
2、脑机接口的研究现状
在过去的十几年中，脑机接口的研究群体迅速壮大。第一次和第二次脑机接口国际研讨会分别于1999和2002召开。第一次会议有来自六个国家的22个研究组参加，第二次会议有来自北美、欧洲和中国的38个研究组参加。目前，世界上已经有很多家实验室实现了真正意义上的脑机接口，下面我们分别加以介
绍。
2.1 视觉诱发电位(Visual evoked potentialS，VEP)视觉诱发电位是人眼经过“集中注视”活动诱发大脑视觉皮层神经的特定电活动在头皮电位的反映。基于VEP的BCI系统依赖于使用者控制眼睛注视方向的能力。实验通过对操作者进行生物反馈训练，可获得稳定的视觉诱发响应(Steady-state VEP，SSVEP)。Middendorf等开发了基于VEP的BCI系统，他们在屏幕上设置了几个以不同频率闪烁的按钮，使用者注视其中的一个按钮，系统分析VEP的频率，如果匹配于某个按钮闪烁的频率，就可确定使用者希望选择的按钮。他们还利用SSVEP控制飞机模拟器，其准确率高达96％。
在我国，清华大学程明、高上凯教授带领的团队设计了基于SSVEP的环境控制系统，测试结果显示该系统能区分至少48个目标，并且已成功实现了对周围电子设备的控制。此外，他们还设计了基于SSVEP的电话拨号实验系统。
此类BCI特点是：仅需很少的信号记录电极，且训练周期很短，只需适应视觉刺激信号。2.2 事件相关电位P300 P300是一种事件相关电位(ERP)，出现在事件发生后300ms左右，呈正向峰值。它反映了大脑对稀少事件的认知，相关事件出现概率越小，所引起的P300越显著。
Farwell和Donchin在1988年就利用P300设计虚拟打字机，后来经过不断改进，当满足80 的准确率时，通信速度达到每分钟7.8个字符。Serby等设计的BCI采用了不同的信号处理方法也达到了92.1％的准确率（通信速度为每分钟5.45个字符）。使用者无需训练就可以产生P300，但它也可能随着事件发生变化。目前研制的BCI都是短期操作的，如果长时间操作的话，使用者会由于对小概率刺激的适应使产生的P300变得不显著而影响BCI的性能。因而，对于这类BCI而言具有自适应调节能力是非常重要的。
2.3 慢皮层电位(Slow Cortica1 potentialS，SCPs)慢皮层电位是头皮记录EEG信号中频率最低的，其持续时间从几百毫秒到几十秒，是具有较大正负电位差异的低频脑电信号。健康人以及严重瘫痪病人通过生物反馈训练学习能够学会控制他们的SCPs，其电位在期望方向上的变化能获得明显增强。负的电位变化主要与神经元兴奋性的增加相关，而正的电位变化则与皮层活动减少相关。研究者们设计了一种称为“思想翻译器”(Thought Translation Device，TTD)的装置，那些因为疾病而完全瘫痪的病人，通过操作TTD能写出相当长度的语句、控制开关、甚至上网。对这类BCI来说，目前通信速度为有限的每分钟二到三个字，信息传输率最大能达到15bits/min。2.4 心理作业
这是目前采用最多的方法。人在进行不同的心理作业(mental task)时，脑电信号是不同的。比较容易区分的两种心理作业是想象左右运动和想象右手运动，它们会在对侧的感觉运动皮层产生相关同步事件。奥地利Graz技术大学对这种现象进行了长期研究，利用该现象设计的脑机接口，分类正确率为80％~100％，信息传输率Ni~17bits/min。欧洲几个国家联合开展的自适应脑机接口计划，可以在线区分三种心理作业，正确率不低于70％。其他采用类似方法的研究者还有：Cincotti利用表面拉普拉斯方法和线性分类器区分想象运动，正确率为75％～95；Kostov 仅利用2～4个电极实现了二维光标控制；Penny利用想象运动和心算数学题控制光标一维移动。目前，在离线情况下可区分五种心理作业，而在线隋况下只能区分三种。
2.5 自发EEG的α波、μ节律和β节律信号
α波频率为8～13Hz是自发脑电信号主要成分之一，在几乎所有正常人清醒闭眼时都能出现，在枕区最强。当睁眼、思考问题或受其他刺激时，α波消失，这一现象称为α波阻断，人们重新闭眼时，α波又会重新出现。
μ节律出现在8～12Hz频率段，在感觉运动皮层区可检测到，它与人的运动行为相关。当人们进行运动或准备运动时，μ节律消失。
β节律的频率为13~30Hz，在睁眼视物或进行思考时可出现，反映了大脑皮
层在兴奋。
利用α波幅值变化可设计控制外部设备开关的BCI系统，该系统的一大优点就是无需学习训练。科学家们研究的基于μ节律或β节律的BCI实现了指针在一维和二维方向上的移动瞳。另外，通过调控μ节律或β节律，选择“YES”和“N0”来回答简单问题，准确率达到了95％。
3、BCI系统的原理及其基本组成
3.1
BCI系统的基本原理
大脑在进行思维活动、产生动作意识或受外界刺激时，神经细胞将产生几十毫伏的微电活动，大量神经细胞的电活动传到头皮表层形成脑电波(Electroence phalogram，EEG)，此EEG将体现出某种节律和空间分布的特征，并可以通过一定的方法加以检测，再通过信号处理（主要是特征提取和信号分类）从中辨析出人的意图信号，而将其转换为控制命令。来实现对外部设备的控制和与外界的交流。
3.2
BCI系统的基本结构
BCI系统通常由4 个部分组成：信号采集、特征提取、选择分类和外部控制装置。
当前，BCI系统的输出设备多是计算机，输出形式也各异，例如在计算机屏幕上显示光标运动、字符选择、计算机仿真模拟，或者产生对神经假肢、轮椅的控制信号等。
4、BCI系统的关键技术
4.1
信号采集
当前，BCI 系统的两种常用的信号采集方式是侵人式和非侵入式。侵入式需专业医生进行手术把电极内置于大脑，检测脑皮层电图(Electrocorticogram，ECoG)等信号，具有一定危险性，而且还存在心理和伦理问题。非侵入式就
是将电极帽戴在头上检测脑电图(EEG)等信号，检测方法简单，但电极距离神经元较远，测得的信号信噪比低，给后继处理带来麻烦。目前，脑电图应用较多。采集到的信号，经过放大器放大，再经过预处理，最后转化为数字信号存储于计算机中。目前，BCI 系统采集的信号有视觉诱发电位(Visual Evoked Potentials，VEP)、事件相关电位(Event—Related Potentials，ERP)P300、慢皮层电位(Slow Cortical Potentials，scP)、自发EEG的α波、μ节律和β节律信号等。
4.2 特征提取
预处理和数字化处理后的脑电信号经特征提取，提取出反映使用者意图的信号特征。目前，BCI系统常用的特征提取方法有自回归AR模型、小波变换和小波包分解、独立分量分析等。特征提取时，可根据信号的特点选择相应的时域或频域特征提取方法，如：由于P300信号在300ms附近频混严重，需要采用CWT(Continuous Wavelet Transform，连续小波变换)进行提取，主要提取其时域特性；SSVEP(Steady—State Visual Evoked Potential，稳态视觉诱发电位)频域特性好，可采用FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)进行提取；μ节律和β节律的事件相关去同步电位(Event—Related Desvnchronizatlon，ERD)的特征提取，需采用大脑运动的对侧效应将其空域特性提取出来。但是，由于EEG信号信噪比低，且某些干扰成分与信号具有相似的时频特性，单纯的时频特征提取因区分度不够，会影响分类效果，因此需求助于更为复杂的时域一空域分析方法对信号进行综合处理。4.3 信号分类
信号分类是通过分类器来实现的，包括线性和非线性两种类型。线性分类器包括线性判别分析(Linear Discrim—inant Analysis，LDA)、Fisher判别分析等；非线性分类器包括二次判别分析、支持向量机(Suppoa Vector Machine，SVM)、贝叶斯～卡尔曼滤波(Bayesian—Kalman Filter)、人工神经网络(Artificial Neural Nets，ANN)、遗传算法(Genetic Algorithm，GA)、模糊算法(Fuzzy Algorithm，FA)等。其中线性分类器学习简单。在特征维数低的情况下分类精度高，目前应用多。
但对于维数高的非线性数据，线性分类器不再适用，此时应选用非线性分类器。4.4 人机交互
BCI系统主要的交互手段是生物反馈，其不同于传统控制系统中的反馈。该反馈是系统将输出结果反馈给使用者，使用者将结果与期望进行对比，然后对自身思维意识进行合理调节，使得系统的输出结果更接近于期望值。对于特定的BCI系统是否需要反馈，怎样反馈，如何选择适用的反馈方法等一系列问题有待研究。
5、脑机接口技术所面临的挑战
经过多年的努力，BCI的研究取得了不少令人欣慰的成果，但不可否认的是尚处于发展的初期。目前BCI系统所能达到的最大通信速率约为25bits/min，大多数BCI仍然处于实验室阶段，大部分测试在正常人中进行，在残疾人中测试较少。BCI要进入实际应用阶段，还有很多问题等待解决 划，如：
(1)提高BCI系统的信息传输率，降低误差率；
(2)如何更有效地剔除噪声，获取清晰的脑电信号，寻求有效的信号特征、最优的特征提取和转换算法：
(3)提高用户使用时的自动化程度；
(4)设计出更为合理的学习训练方法，让使用者在尽可能短的时间内最有效地控制其脑电信号特征；
(5)降低BCI对常规运动和感觉输出通道的依赖程度；(6)增强使用者与BCI系统的相互适应性：
(7)BCI的开发要注重个性化、多样化，以满足使用者个体的差异和BCI应用广泛性的要求：
(8)减少电极的数量，降低使用的复杂程度，增强BCI系统的稳定性和兼容性；
(9)制定出科学的规范，准确客观地评估BCI的性能。随着对这些问题的充分认识和逐步解决，BCI最终将走出实验室，进入人们的生活。
6、脑机接口的应用前景
脑机接口研究最初的想法是为残疾人提供一个与外界进行交流的通信方式，让他们通过这样的系统用自己的思维操控轮椅、假肢等。但随着脑机接口技术的日益成熟、社会对智能机器人的需求逐渐增加，脑机接口机器人的概念应运而生。脑机接口机器人采用BCI进行人机交互，由人的思维控制机器人从事各种工作。脑机接口机器人不仅在残疾人康复、老年人护理方面具有显著的优势，而且在军事、人工智能、娱乐等方面也具有广阔的应用前景。6.1在医学方面的应用
在医学领域，脑机接口机器人可以帮助肢体障碍患者提高他们的生活质量，如：
(1)与周围环境进行交流：BCI机器人可以帮助残疾人使用电脑、拨打电话等；(2)控制周围环境：BCI机器人可以帮助残疾人或老年人控制轮椅、家庭电器开关等：
(3)运动康复：BCI康复机器人可以帮助残疾人或失去运动能力的老年人进行主动康复训练，BCI护理机器人可以从事基本护理工作，提高残疾人或老年人的生活质量。
6.2在其他方面的应用
虽然目前BCI机器人的研究主要应用于医学领域，特别是为残疾人与老年人提供帮助，但是BCI机器人的用途决不仅仅限于医学领域，在其他诸多领域都可以得到广泛应用。
(1)特殊环境作业：BCI特种机器人可以在危险或不适宜人工操作的环境中工作；
(2)无人驾驶汽车或飞机：BCI机器人可以帮助我们实现无人驾驶汽车与飞机的梦想，这不仅在军事领域意义巨大，同时为残疾人开辟了更广阔的活动空间；
(3)为电子游戏增加娱乐功能：用“思想”控制电子游戏是传统鼠标、键盘控制电子游戏的有益补充，会增加游戏的娱乐效应。脑机接口机器人是智能机器
人的有力补充，有效的人机交互方式会提高智能机器人的智能化与灵活性，因此脑机接口机器人的研究潜力和应用潜力十分巨大。
7、结论
BCI为人们提供了全新的与外界进行交流和控制的方式，人们可以不通过语言和动作来交流，而是直接用脑电信号来表达思想、控制设备，这为智能机器人的发展提供了一个更为灵活的信息交流方式。至今，大多数BCI系统仍然处于实验室研究阶段，真正投入实际使用的很少，BCI的研究和开发还有很多问题需要解决。但是，我们相信，随着计算机科学、神经生物学、数学、智能控制等各个相关学科的不断发展与融合，随着世界各研究小组交流和合作的日益紧密，BCI技术将日趋成熟。形式多样、稳定、可靠、高速、操作简便的BCI机器人一定能在不久的将来进入人们的生活。
BCI技术、基于BCI技术的康复机器人技术都处于研究初级阶段，难免问题重重，但是随着研究的深入，一个个问题终将被解决。其发展前景是模块化和集成化，模块化是集成化的基础，集成化是推广使用的前提。识别率高、信号处理速度快、采集功能通用化、算法处理功能系统化、适应性强、反馈被合理引人、评判标准化的BCI技术有待进一步研究，继而使之模块化。其能处理多种或者大部分信号，机构设计绿色且实用、响应迅速、控制精准、运动模式多样、评价系统科学的康复机器人技术也有待进一步研究。继而使之模块化。如果模块化的BCI和康复机器人之间能够合理的柔性组合，就像电脑组装一样，那时BCI的时代就来临了，人类思维世界的物质化时代就来临了。
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