$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Interfejs mózg-komputer (BCI) to system umożliwiający komunikację i/lub kontrolę urządzeń bez naturalnych ścieżek neuronowych1. Technologia BCI jest najbliższą rzeczą, jaką ludzkość ma do kontrolowania obiektów za pomocą siły umysłu. Z technicznego punktu widzenia, działanie systemu działa poprzez pomiar indukowanej lub wywołanej aktywności mózgu, która może być mimowolnie lub dobrowolnie wygenerowana przez subject2. Historycznie rzecz biorąc, badania koncentrowały się na pomocy osobom z niepełnosprawnością ruchową poprzez BCI3, ale obecnie coraz więcej firm oferuje oprzyrządowanie oparte na BCI do gier4, robotics5, industry6 i innych zastosowań wymagających interakcji człowiek-maszyna. Warto zauważyć, że BCI mogą odegrać rolę w czwartej rewolucji przemysłowej, a mianowicie w przemyśle 4.07, gdzie cyber-fizyczne systemy produkcyjne zmieniają interakcję między ludźmi a otaczającym środowiskiem8. Ogólnie rzecz biorąc, w ramach europejskiego projektu BNCI Horyzont 2020 zidentyfikowano scenariusze zastosowań, takie jak zastępowanie, przywracanie, ulepszanie, wzmacnianie lub uzupełnianie utraconych naturalnych funkcji ośrodkowego układu nerwowego, a także wykorzystanie BCI w badaniu mózgu9.
W tym kontekście, ostatnie osiągnięcia technologiczne oznaczają, że interfejsy mózg-komputer mogą być stosowane do użytku w codziennym życiu10,11. Aby osiągnąć ten cel, pierwszym wymogiem jest nieinwazyjność, co jest ważne dla uniknięcia ryzyka interwencji chirurgicznej i zwiększenia akceptacji użytkowników. Warto jednak zauważyć, że wybór nieinwazyjnego neuroobrazowania wpływa na jakość mierzonych sygnałów mózgowych, a projekt BCI musi wtedy radzić sobie z powiązanymi pułapkami12. Ponadto wymagana jest łatwość noszenia i przenośność. Wymagania te są zgodne z potrzebą systemu przyjaznego dla użytkownika, ale stwarzają również pewne ograniczenia. Ogólnie rzecz biorąc, wspomniane ograniczenia sprzętowe są rozwiązywane poprzez zastosowanie systemu elektroencefalograficznego (EEG) z elektrodami bezżelowymi6. Taki BCI oparty na EEG byłby również tani. Tymczasem, jeśli chodzi o oprogramowanie, pożądane byłoby minimalne szkolenie użytkowników (lub najlepiej brak szkolenia); Mianowicie, najlepiej byłoby unikać długich okresów na dostrojenie algorytmu przetwarzania, zanim użytkownik będzie mógł korzystać z systemu. Ten aspekt jest krytyczny w BCI ze względu na niestacjonarność między przedmiotami i wewnątrzprzedmiotami13,14.
Poprzednia literatura wykazała, że wykrywanie wywołanych potencjałów mózgu jest skuteczne w odniesieniu do niestacjonarności i szumów w akwizycji sygnału. Innymi słowy, BCI polegające na wykrywaniu potencjału wywołanego są określane jako reaktywne i są najlepiej działającymi BCI pod względem rozpoznawania wzorców mózgowych15. Niemniej jednak wymagają stymulacji sensorycznej, co jest prawdopodobnie główną wadą takich interfejsów. Celem proponowanej metody jest zatem zbudowanie wysoce poręcznego i przenośnego BCI opartego na gotowym do noszenia oprzyrządowaniu. Bodźce sensoryczne składają się tutaj z migoczących świateł, generowanych przez inteligentne okulary, które są w stanie wywołać wizualnie wywołane potencjały w stanie ustalonym (SSVEP). Wcześniejsze prace rozważały już integrację BCI z rzeczywistością wirtualną, samodzielnie lub w połączeniu z rzeczywistością rozszerzoną16. Na przykład, zaproponowano system BCI-AR do sterowania quadkopterem z SSVEP17. Rzeczywistość wirtualna, rzeczywistość rozszerzona i inne paradygmaty są określane terminem rzeczywistość rozszerzona. W takim scenariuszu wybór inteligentnych okularów jest zgodny z wymaganiami dotyczącymi możliwości noszenia i przenośności, a inteligentne okulary można zintegrować z minimalną konfiguracją akwizycji EEG. Niniejszy artykuł pokazuje, że BCI oparty na SSVEP wymaga również minimalnego szkolenia, osiągając akceptowalną wydajność klasyfikacji dla aplikacji komunikacyjnych i kontrolnych o niskiej i średniej prędkości. W związku z tym technika ta jest stosowana w BCI do zastosowań w życiu codziennym i wydaje się szczególnie odpowiednia dla przemysłu i opieki zdrowotnej.