脑-机接口(Brain-machine Interface,BMI)技术能够直接通过用户脑电信号对外部设备进行控制,不需要人体周围神经和肌肉组织的参与,因此对帮助截瘫患者恢复自主生活能力、提高生活质量有着重要意义。脑-机接口技术引起了国际上众多领域学科工作者的普遍关注,已成为生物医学工程、人-机交互技术、助残与康复等领域的一个新的研究热点。然而,脑电信号不稳定且易受干扰的特性使得脑-控机器人系统可靠性降低,用户在通过脑-机接口对外部设备进行控制时的控制精度与交互效率低的问题,成为脑-机接口技术广泛应用的主要限制因素。目前的研究工作大多倾向于增加机器自主控制在任务执行过程中所占比重,以提高脑-控机器人系统的控制精度以及人-机交互的效率。但是,近来辅助机器人的研究却表明,截瘫患者并不期望控制任务由自主能力较高的辅助设备完全自动地完成,即用户不仅期望任务的完成能得到机器人的辅助,而且更希望完成任务的过程中自己是“参与者”而不是“旁观者”。然而截瘫患者通过脑-机接口人工控制机械臂操作物体时,一是仅通过脑-机接口难以实现对多自由度的外部设备的灵活控制,二是用户仅通过视觉观察难以获取充分的交互状态反馈信息,因此无法实现高效的人-机交互并且会极大地增加脑-机接口用户的脑力负荷。因此本文以提高截瘫患者的生活自主能力为出发点,以提升脑-机交互任务的成功率与交互效率为目标,设计了基于混合视线-脑机接口的脑-机器人交互系统。首先在避障与趋近目标物体的任务中,提出了一种混合视线-脑机接口,使得用户可通过视线和意念实现对机械臂末端在二维空间连续运动的控制;同时提出了一种共享控制策略,其根据当前的人-机交互结果将人与机器的控制指令进行动态融合并用于机械臂末端运动的控制,进而为用户提供及时、充分的辅助,从而提高脑-机交互任务的成功率。然后在物体的抓取与抬升过程中,为了使得用户能够较为直观的理解当前的交互状态,通过增强现实技术为用户提供机械臂末端夹爪张口大小、抓取力大小与机械臂末端距离工作平台表面的高度等信息,进而提高脑-机器人交互的效率。最后,搭建了基于混合视线-脑机接口的脑-机器人交互平台,通过实验验证了所提共享控制技术与增强现实反馈方法在人-机交互过程中的有效性。