15697

15697

طراحي يك سيستم برخط واسط مغز - كامپيوتر مبتني بر سيگنال هاي برانگيخته بينايي جهت كنترل بازو

كارشناسي ارشد

بيوالكتريك

اسفند¬ 1394

اسفند¬ 1394

دكتر عباس عرفانيان اميدوار

برق

چكيده در طي چنددهه گذشته، سيستم واسط مغز-كامپيوتر (BCI) مورد توجه بسياري از گروه هاي تحقيقاتي قرار گرفته است. اين سيستم مستقيما فعاليت مغزي مرتبط با خواسته كاربررا اندازه گرفته و فعاليت مغزي ثبت شده وي را به سيگنال¬هاي كنترلي ترجمه مي¬كند. به اين ترتيب مي¬تواند برايافرادي كهبه دليل بيماري-هاي حركتي و عصبي توانايي مهار ماهيچه¬هاي خودرا ندارند، بسيار مفيد باشد. پتانسيل¬هاي برانگيخته بينايي حالت پايدار (SSVEP)دسته اي از پاسخ¬هاي مغزي هستند، كه با محرك بينايي متناوب (فركانس بيشتراز4هرتز) مانند چراغ¬هاي چشمك¬زن حاصل مي¬شوند. BCI مبتني بر SSVEP، به سبب نرخ انتقال اطلاعات (ITR) و نسبت سيگنال به نويز بالا به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از انجام اين پروژه نيز طراحي يك سيستم واسط مغز - كامپيوتر برخط مبتني بر SSVEPجهت كنترل حركت يك بازوي رباتيكي در فضا (شامل حركت در چهار جهت بالا، پايين، چپ و راست به منظور رسيدن به شي موردنظر و انجام اعمالبستنوبازكردن بازو جهت گرفتن و رها كردن شي) مي¬باشد. محرك بينايي شامل صفحه¬اي با شش LEDاست، كه هر LED با فركانس خاصي (7،8،9،11،12 و 13 هرتز) چشمك مي¬زند و شركت¬كننده با خيره شدن بهLED چشمك¬زن مورد نظر خود مي¬تواند حركت بازوي رباتيكي را كنترلكند. آزمايش¬هايبرون¬خط و برخطبررويپنجفردسالم داوطلبانجامشده¬اند. دراين تحقيقبراي آشكارسازي پاسخ SSVEP درآزمايش هاي برون خط از چهار روش استفاده شده و روش نويني بر اساس تركيب روش-هاي MSI وFilterBank به نام FBMSI پيشنهاد شده است. سپس با انتخاب بهترين روش، سيستم BCIبه صورت برخط پياده سازي شده است. در اين تحقيق بهترين نتايج در آزمايش برون خط با روش پيشنهادي براي تمام افراد شركت كننده با ميانگين دقت 21/90 درصدبه دستآمدهاست. علاوه¬ بر آن براي خاموش و روشن شدن بازوي رباتيكي از سيگنال¬ مربوط به پلك¬زدن استفاده شده است. به اين صورت كه در ابتدا با پلك¬زدن نسبتا محكم كاربر، بازو روشن مي¬شود و در پايان كار نيز با يك بار ديگر پلك¬زدن بازوي رباتيكي خاموش مي¬شود. درارزيابيآزمايش¬هاي برخط،با به كارگيري روش پيشنهادي FBMSI، ميانگين دقت آشكارسازي پاسخ SSVEP و نرخ انتقال اطلاعات به ترتيب 84/85درصد و 24/83 بيت بر دقيقه به¬دست آمده است. واژه‌هاي كليدي:سيستم واسط مغز-كامپيوتر، پتانسيل¬هاي برانگيخته بينايي حالت پايدار، نرخ انتقال اطلاعات.