Motor Imagery Performance Through Embodied Digital Twins in a Virtual Reality-Enabled Brain-Computer Interface Environment

Kishor Lakshminarayanan; Rakshit Shah; Vadivelan Ramu; Deepa Madathil; Yifei Yao; Inga Wang; Brahim Brahmi; Mohammad Habibur Rahman

doi:10.3791/66859

ביצועי דימויים מוטוריים באמצעות תאומים דיגיטליים מגולמים בסביבת ממשק מוח-מחשב התומכת במציאות מדומה

JoVE Journal
Bioengineering

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Journal Bioengineering

Motor Imagery Performance Through Embodied Digital Twins in a Virtual Reality-Enabled Brain-Computer Interface Environment

ביצועי דימויים מוטוריים באמצעות תאומים דיגיטליים מגולמים בסביבת ממשק מוח-מחשב התומכת במציאות מדומה

Full Text

1,755 Views

10:14 min

May 10, 2024

DOI: 10.3791/66859-v

Kishor Lakshminarayanan¹, Rakshit Shah², Vadivelan Ramu¹, Deepa Madathil³, Yifei Yao⁴, Inga Wang⁵, Brahim Brahmi⁶, Mohammad Habibur Rahman⁷

¹Department of Sensors and Biomedical Tech, School of Electronics Engineering,Vellore Institute of Technology, ²Department of Orthopaedic Surgery,University of Arizona, ³Jindal Institute of Behavioural Sciences,O. P. Jindal Global University, ⁴Soft Tissue Biomechanics Laboratory, Med-X Research Institute, School of Biomedical Engineering,Shanghai Jiao Tong University, ⁵Department of Occupational Science & Technology,University of Wisconsin-Milwaukee, ⁶Electrical Engineering,Collège Ahuntsic, ⁷Department of Mechanical Engineering, BioRobotics Lab,University of Wisconsin-Milwaukee

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

לדימוי מוטורי בסביבת מציאות מדומה יש יישומים רחבים במערכות ממשק מוח-מחשב. כתב יד זה מתאר את השימוש באווטארים דיגיטליים מותאמים אישית הדומים למשתתפים המבצעים תנועות שדמיין המשתתף בסביבת מציאות מדומה כדי לשפר את הטבילה ואת תחושת הבעלות על הגוף.

המחקר שלי בשיקום נוירולוגי מתמקד בשיפור תפקוד הגפיים העליונות אצל אנשים עם פציעות או הפרעות נוירולוגיות באמצעות שילוב של EEG, דימוי מוטורי וטכנולוגיות מציאות מדומה. המטרה העיקרית היא להבין כיצד ניתן לשלב טכנולוגיות אלה כדי לשפר את האפקטיביות של שיקום מיומנויות מוטוריות. סביבות מציאות מדומה הפכו מתוחכמות יותר, ומאפשרות סימולציות ריאליסטיות, המותאמות לצרכי שיקום פרטניים, המסייעות בשכלול מיומנויות מוטוריות באופן ניואנסי.

מערכות היברידיות המשלבות VR עם טכנולוגיות אחרות כמו זרועות רובוטיות והתקני משוב הפטי נמצאות גם הן במגמת עלייה. אחד האתגרים הניסיוניים הנוכחיים בשימוש בממשקי מחשב במוח סובב סביב סוגיית השונות הבין-סובייקטיבית והצורך באימון מקיף. אות המוח של כל אדם יכול להיות שונה מאוד, מה שאומר שממשקי מוח-מחשב לעתים קרובות צריכים להיות מותאמים אישית או מכוילים באופן נרחב עבור כל משתמש.

טיפולים עכשוויים, לעתים קרובות כמו טבילה ואינטראקטיביות הדרושים ליעילות מקסימלית. כדי למלא את הפער הזה, הפרוטוקול שלנו משתמש בתמונות מוטוריות עם טוויסט חדשני, ומשלב תאומים דיגיטליים המיוצגים על ידי אווטארים תלת-ממדיים מותאמים אישית בסביבה של מציאות מדומה. שילוב זה משפר את הטבילה, והופך את תהליך השיקום לא רק לתרגיל מנטלי אלא גם לחוויה מרתקת.

פרוטוקול המחקר שלנו מציע יתרונות משמעותיים על פני טכניקות אחרות, במיוחד במונחים של קלות להגדיר וחסכוניות. תכונה בולטת היא יצירה ושימוש של אווטארים תלת ממדיים הדומים מאוד לנושאים. זה מושג באמצעות כלים פשוטים וזמינים ותוכנות שיכולים ליצור אווטארים מותאמים אישית מנתוני קלט בסיסיים כגון תמונות.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos