ממשק מוח-מחשב לביש חד-ערוצי ולא פולשני לתעשייה ולשירותי בריאות

הצעת עבודה זו תורמת לפיתוח ממשקי מוח-מחשב זולים, לבישים וניידים על ידי ניצול ציוד ברמת הצרכן, עיבוד אותות פשוט ומציאות מורחבת. טכניקה זו נועדה לקרב את טכנולוגיית ממשק מוח-מחשב לחיי היומיום ולפתוח אפשרויות חדשות עבור משתמשים רבים הן ביישומים תעשייתיים והן ביישומים רפואיים. מערכת ההצעה יושמה גם בשיקום מבוסס רובוט לילדים עם הפרעת קשב וריכוז או אוטיזם.

התוצאות היו מעודדות. כדי להתחיל, הרכיב את המשקפיים החכמים ואת רצועת הראש וחבר את האלקטרואנצפלוגרף בעלות נמוכה למחשב באמצעות כבל USB בזמן שהמחשב מנותק מספק הכוח הראשי. בשלב זה, יש לנתק את כל האלקטרודות מלוח רכישת האלקטרואנצפלוגרף כדי להתחיל ממצב ידוע.

בשלב זה, זרם EEG מעובד במצב לא מקוון במחשב עם סקריפט תואם לעיבוד המיושם ביישום אנדרואיד. הפעל את הסקריפט כדי לקבל את אותות ה- EEG ולדמיין אותם. בדוק את האות המוצג.

זה חייב להתאים רק לרעש הקוונטיזציה של מגבר EEG. חבר את האלקטרודה הראשונה והחל את האלקטרודה הפסיבית על האוזן השמאלית באמצעות תפס מותאם אישית או השתמש באלקטרודת אטב אוזניים. אות הפלט חייב להישאר ללא שינוי בשלב זה מכיוון שערוץ דיפרנציאל המדידה הוא עדיין מעגל פתוח.

חבר אלקטרודה פעילה למסוף השלילי של הקלט הדיפרנציאלי של ערוץ ה- EEG המודד והחל אותה על האזור הקדמי באמצעות סרט ראש. לאחר מספר שניות, האות אמור לחזור לאפס. חבר את האלקטרודה הפעילה השנייה למסוף החיובי של הקלט הדיפרנציאלי של ערוץ ה- EEG המודד והחל אותה על האזור העורפי עם רצועת הראש.

אות מוחי מוצג כעת בהתאם לפעילות החזותית שנמדדה ביחס לאזור המוח המצחי ולאזור העורפי. שוב ושוב לעורר את המשתמש עם 10 הרץ ו 12 הרץ מהבהב סמלים על ידי הפעלת סמל מהבהב ביישום אנדרואיד. לחץ על משטח המגע של המשקפיים החכמים תוך הפעלת סקריפט הרכישה וההדמיה של EEG.

ודא שכל גירוי בשלב זה מורכב מסמל יחיד מהבהב במשך 10 שניות. מתוך אותות עשר השניות המשויכים לכל גירוי, חלצו שתי תכונות באמצעות התמרת פורייה המהירה, הצפיפות הספקטרלית של הספק של 10 הרץ ו-12 הרץ. לחלופין, שקול גם הרמוניות שניות.

השתמש בייצוג של האותות שנרכשו בתחום התכונות כדי לאמן מסווג מכונה וקטורית תומכת. השתמשו בכלי ב-MATLAB או ב-Python כדי לזהות את הפרמטרים של על-מישור עם ליבה בסופו של דבר. בהתבסס על תכונות הקלט, המודל המיומן יהיה מסוגל לסווג תצפיות עתידיות של אותות EEG.

נתק את כבל ה- USB מהמחשב וחבר אותו ישירות למשקפיים החכמים. הכנס את הפרמטרים של המסווג המאומן ליישום Android. המערכת מוכנה כעת.

האלקטרואנצפלוגרף בעלות נמוכה אופיין ביחס לליניאריות וטעות גודל. התוצאות מוצגות כאן. הבהוב המשקפיים החכמים נמדד כדי להדגיש את הסטיות הסופיות מנתיב הגל הריבועי הנומינלי.

אפיון המשקפיים החכמים המסחריים מבחינת ספקטרום המשרעת של הכפתורים המהבהבים מוצג באיור זה. הבהוב ב- 10 הרץ וב- 12 הרץ מוצגים כאן. איור זה מייצג את האותות שנמדדו במהלך גירוי חזותי בתחום התכונות.

האותות הקשורים לגירויים המהבהבים של 12 הרץ מוצגים בכחול ואילו האותות הקשורים לגירויים המהבהבים של 10 הרץ מוצגים באדום. עבור כל נבדק, התוצאות הקשורות לגירוי של עשר שניות מושוות לאלה הקשורות לגירוי של שתי שניות. הדיוק המתקבל על ידי שקלול כל הנושאים יחד, כמו גם הדיוק הממוצע בין כל הנבדקים מדווחים כאן.

השוואת ביצועי הסיווג כאשר בוחנים שתי תכונות PSD לעומת ארבע תכונות PSD עבור נתוני EEG הקשורים ל- SSVEP מוצגת כאן. בהתחשב בתכונות המטרולוגיות הטובות של הציוד לצרכן, יש לשים לב בעיקר ליציבות המכנית של אלקטרודות המדידה מכיוון שהן אינן משתמשות בג'לים מוליכים. הליך זה הוכח כפונקציונלי עבור אותות SSVEP שהם רעש חזק יחסית, אך ניתן לחקור את השימוש במכשור דומה בפרדיגמות נוספות כגון תמונות מוטוריות.

הודות ללבישות, ניידות וקלות השימוש, טכניקה זו נחקרת כעת כמכשיר משלים לשיקום או ככלי חדש לתרחישים תעשייתיים.