基于功能性近红外光谱(fNIRS)的脑机接口是一种新型的人机交互手段。其中基于fNIRS运动想象脑机接口是一种重要脑机接口,具有广泛的应用前景。现有基于fNIRS运动想象的脑机接口主要识别不同肢体的运动想象,生成外部设备控制指令有限。且该类脑机接口多为离线研究,为了使该类脑机接口具有实用性,需要进行在线任务识别研究。另外,已有研究忽视了神经反馈对运动想象脑机制的调节作用,以此提高运动想象动作的控制精准度。本文在已有研究的基础上主要做了以下研究:(1)基于fNIRS识别单个肢体三种想象动作研究。该研究中采用足球运动中传球、停球和射门这三种动作作为实验运动想象任务,让受试者在任务期间根据提示想象右脚三种动作。研究中提取了不同任务信号间的相关系数作为识别的新特征。最后,采用支持向量机对三种任务进行分类,达到了78.89%±6.161%的分类准确率。除此之外,研究提取常用的信号均值和信号斜率分别进行任务识别。研究结果表明单个肢体不同运动想象的fNIRS具有可分性,这可望为fNIRS-BCI增加新的控制命令。此外表明相关系数可以作为一种有效的特征。(2)搭建基于fNIRS脑机接口在线系统。本部分利用现有功能性近红外光设备,搭建实验需要的在线脑机接口系统。设计了系统实时任务数据的获取、实时信号处理与特征提取、实时分类识别和实时指令发送四个部分以及各部分所采用的方法。经过测试,所搭建的在线系统可用于功能性近红外光谱脑机接口在线研究。(3)基于fNIRS在线运动想象脑机接口研究。本部分使用搭建好的实验平台进行在线fNIRS-BCI研究。实验设计了关于右手握拳和右前臂向左运动的实验范式,测试本文搭建的在线系统的性能。实验得到了72.25%±0.004%的分类准确率。结果验证了所开发的基于fNIRS在线运动想象脑机接口系统的良好性能,同时验证了在线脑机接口的可行性,有望进行一定的实际应用。(4)基于fNIRS神经反馈控制运动想象动作研究。实验设计了左右手运动想象和双脚运动想象分别对应机器人左转45°、右转45°和前进一步的控制指令。实验时,受试者随机分为实验组和对照组。通过比较神经反馈训练前后的分类准确率和实验组与对照组的分类准确率测试效果。实验结果表明通过神经反馈训练可以提高对运动想象动作控制和塑造及调节大脑运动想象动作机制。