$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Een brain-computer interface (BCI) is een systeem dat communicatie met en/of controle van apparaten mogelijk maakt zonder natuurlijke neurale paden1. BCI-technologie komt het dichtst in de buurt van het besturen van objecten met de kracht van de geest. Vanuit technisch oogpunt werkt de systeemwerking door het meten van geïnduceerde of opgeroepen hersenactiviteit, die onvrijwillig of vrijwillig kan worden gegenereerd door het onderwerp2. Historisch gezien was onderzoek gericht op het helpen van mensen met motorische handicaps via BCI3, maar een groeiend aantal bedrijven biedt tegenwoordig BCI-gebaseerde instrumentatie voor gaming4, robotica5, industrie6 en andere toepassingen met interactie tussen mens en machine. Met name BCI's kunnen een rol spelen in de vierde industriële revolutie, namelijk industrie 4.07, waar cyber-fysieke productiesystemen de interactie tussen mensen en de omgeving veranderen8. In grote lijnen identificeerde het Europese project BNCI Horizon 2020 toepassingsscenario's zoals het vervangen, herstellen, verbeteren, verbeteren of aanvullen van verloren natuurlijke functies van het centrale zenuwstelsel, evenals het gebruik van BCI bij het onderzoeken van de hersenen9.
In dit kader betekenen recente technologische ontwikkelingen dat brein-computerinterfaces van toepassing kunnen zijn voor gebruik in het dagelijks leven10,11. Om dit doel te bereiken, is de eerste vereiste niet-invasiviteit, wat belangrijk is om de risico's van chirurgische ingrepen te vermijden en de gebruikersacceptatie te vergroten. Het is echter vermeldenswaard dat de keuze voor niet-invasieve neuroimaging de kwaliteit van gemeten hersensignalen beïnvloedt, en het BCI-ontwerp moet dan omgaan met de bijbehorende valkuilen12. Daarnaast zijn draagbaarheid en draagbaarheid vereist. Deze eisen zijn in lijn met de behoefte aan een gebruiksvriendelijk systeem, maar brengen ook enkele beperkingen met zich mee. Over het algemeen worden de genoemde hardwarebeperkingen aangepakt door het gebruik van een elektro-encefalografisch (EEG) -systeem met gelvrije elektroden6. Zo'n EEG-gebaseerde BCI zou ook goedkoop zijn. Ondertussen zou wat betreft de software minimale gebruikerstraining (of idealiter geen training) gewenst zijn; Het zou namelijk het beste zijn om lange perioden voor het afstemmen van het verwerkingsalgoritme te vermijden voordat de gebruiker het systeem kan gebruiken. Dit aspect is van cruciaal belang in BCI's vanwege inter-subject en intra-subject non-stationarity13,14.
Eerdere literatuur heeft aangetoond dat de detectie van opgeroepen hersenpotentialen robuust is met betrekking tot niet-stationariteit en ruis bij signaalacquisitie. Met andere woorden, BCI's die afhankelijk zijn van de detectie van opgewekt potentieel worden reactief genoemd en zijn de best presterende BCI's in termen van hersenpatroonherkenning15. Niettemin vereisen ze sensorische stimulatie, wat waarschijnlijk het belangrijkste nadeel is van dergelijke interfaces. Het doel van de voorgestelde methode is dus om een zeer draagbare en draagbare BCI te bouwen die afhankelijk is van draagbare, kant-en-klare instrumentatie. De zintuiglijke prikkels bestaan hier uit flikkerende lichten, gegenereerd door slimme brillen, die in staat zijn om steady-state visueel opgeroepen potentialen (SSVEP's) op te wekken. Eerdere werken hebben al overwogen om BCI te integreren met virtual reality, alleen of in combinatie met augmented reality16. Zo werd een BCI-AR-systeem voorgesteld om een quadcopter met SSVEP17 aan te sturen. Virtual reality, augmented reality en andere paradigma's worden aangeduid met de term extended reality. In een dergelijk scenario voldoet de keuze van een slimme bril aan de vereisten voor draagbaarheid en draagbaarheid en kan een slimme bril worden geïntegreerd met een minimale EEG-acquisitie-opstelling. Dit artikel toont aan dat op SSVEP gebaseerde BCI ook minimale training vereist en tegelijkertijd aanvaardbare classificatieprestaties bereikt voor communicatie- en besturingstoepassingen met lage tot gemiddelde snelheid. Vandaar dat de techniek wordt toegepast op BCI voor toepassingen in het dagelijks leven, en het lijkt vooral geschikt voor de industrie en de gezondheidszorg.