11437

11437

تشخيص جهت تصور حركت با استفاده از سيگنال هاي مغزي

كارشناسي ارشد

برق - مهندسي فناوري اطلاعات - مخابرات امن

دي ماه 1391

دي ماه 1391

دكتر عباس عرفانيان اميدوار

چكيده رابط مغز-كامپيوتر (BCI) از جمله مباحثي است كه طي چند دهه¬ي اخير مورد توجه بسياري از گروه¬هاي تحقيقاتي قرار گرفته است. براي اين منظور اگر سيستمي بتواند سيگنالهاي ثبت شده از تعدادي فعاليت¬هاي ذهني را از يكديگر تفكيك كند آن فعاليت¬ها يك الفباي ساده را تشكيل مي¬دهند، كه فرد مي¬تواند با انجام تركيب¬هاي مختلفي از آنها با دنياي اطراف ارتباط برقرار كند. سيستم¬هاي گوناگون BCI در تحقيقات مختلف معرفي شده اند كه اكثر آن¬ها بر اساس استراتژي¬ها و حالات مختلف ذهني طراحي شده و از سيگنال¬هاي مغزي جهت طبقه ¬بندي آن استفاده شده است. يكي از مسائل مهم در طراحي يك سيستم BCI انتخاب نوع فعاليت ذهني براي تصور است. در بسياري از سيستم¬هاي BCI فعاليت ذهني با قصد كاربر و عملي كه بايد توسط سيستم BCI كنترل شود متفاوت است، به عنوان مثال براي حركت هليكوپتر به سمت بالا از تصور حركت هر دو دست و حركت به سمت پايين از سيگنال¬هاي مربوط به حالت استراحت استفاده شده است. براي طراحي يك سيستم BCI طبيعي لازم است كه تصور ذهني هماهنگ با عمل كنترل شده توسط BCI باشد و قصد كاربر به عنوان استراتژي تصور در نظر گرفته ¬شود. به عنوان مثال براي حركت به سمت بالا –هليكوپتر- فرد تصور كند كه دست خود را به سمت بالا حركت مي¬دهد. هدف از انجام اين پروژه تشخيص جهت تصور حركت از روي سيگنال¬هاي مغزي ثبت شده بوده تا از اين طريق بتوان تا حدودي هماهنگي بين تصور ذهني با عمل كنترل شده توسط BCI را ايجاد كرد. آزمايشات بر روي پنج فرد سالم داوطلب انجام شد، اين آزمايشات شامل تصور حركت در چهار جهت اصلي راست، چپ، بالا و پايين با استفاده از دست راست فرد بودند. در اين تحقيق براي استخراج ويژگي از 8 روش استفاده شده و الگوريتمي براي طبقه بندي 5 كلاس داده ( تصور در جهت¬هاي راست، چپ، بالا، پايين و حالت استراحت) پيشنهاد شده است. سپس مناسب ترين روش ويژگي براي هر قسمت تفكيك پذيري انتخاب شده و بر اساس انتخاب آنها دو نوع شبكه براي طبقه بندي 5 كلاسه طراحي شده، يكي بر اساس بهترين روش¬هاي استخراج ويژگي براي تمام افراد و ديگري بر اساس بهترين روش استخراج ويژگي براي هر فرد. سپس ويژگي¬هاي استخراج شده براي طبقه بندي به دو طبقه بندي كننده¬ي ماشين پشتيبان بردار و شبكه¬هاي عصبي احتمالي داده شده¬اند. نتايج نشان مي¬دهند كه در اين تحقيق چهار جهت اصلي حركت (جهت¬هاي راست، چپ، بالا و پايين) و حالت استراحت از روي سيگنال¬هاي مغزي ثبت شده از افراد شركت كننده با ميانگين دقت 16/73 و 00/75 درصد به ترتيب با طبقه بندي كننده-هاي ماشين پشتيبان بردار و شبكه¬هاي عصبي احتمالي تشخيص داده شده اند. واژه‌هاي كليدي: سيستم واسط مغز-كامپيوتر، استخراج ويژگي، ماشين پشتيبان بردار، شبكه¬هاي عصبي احتمالي .