شماره ركورد
28973
پديد آورنده
مهدي سرمدي پور
عنوان
رمزگشايي پارامترهاي سينماتيك حركت دست از سيگنالهاي مغزي مبتني بر يادگيري عميق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي پزشكي(بيوالكتريك)
سال تحصيل
1399
تاريخ دفاع
1402/06/29
استاد راهنما
دكتر وحيد شالچيان
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
امروزه سيستمهاي ارتباطي بين انسان و كامپيوتر از اهميت بسيار زيادي در اكثر حوزههاي علمي بخصوص كنترل پروتزها برخوردار ميباشند. از اين رو اين تحقيق به بررسي موضوع رمزگشايي پيوسته پارامترهاي حركت دست در سه بعد اصلي با كمك سيگنالهاي دريافتي از مغز به روش ECOG ميپردازد. سيگنالهاي دريافتي مربوط به فعاليتهاي مغزي بوده و ابزار اصلي براي تشخيص نوع اهداف موجود در ذهن كاربر ميباشند كه به كمك الكترودهاي كاشته شده در بخش اپيدورال مغز جمع آوري شدهاند. براي انجام تشخيص و رمزگشايي سيگنالهاي مغزي روشهاي بسياري وجود دارد كه با توجه به پيشرفت روز افزون بحث هوش مصنوعي در دنيا، در اين تحقيق از روشهاي يادگيري عميق استفاده كردهايم. در روشهاي ارائه شده با الهام گرفتن از روشهاي كلاسيك و شبكههاي عصبي معروف، دو شبكه عصبي عميق طراحي شده است كه شبكه اول متشكل از بخش كانولوشنال و يك بخش بازگشتي براي رمزگشايي حركت پيوسته دست ميباشد و شبكه دوم يك شبكه عميق با عمق بيشتري ميباشد كه بر پايه شبكههاي عميق رزنت طراحي شده است. در روشهاي پيشنهادي عمل استخراج ويژگي توسط بخش كانولوشنال انجام ميشود و بخش بازگشتي پارامترهاي حركت دست را براساس ويژگيهاي محاسبه شده، رمزگشايي خواهد كرد. براي ارزيابي مدل از مجموعه دادههاي دريافتي از دو ميمون استفاده شده است كه درحال تغيير جهت حركت دست خود در سه بعد مختلف هستند. معيارهاي ارزيابي ضريب همبستگي، ميانگين مربعات خطاي نرمال شده و مجذور ميانگين مربعات خطا براي سنجش مدلهاي پيشنهادي استفاده گرديده است. نتايج به دست آمده از روشهاي پيشنهادي با روش موجود در مراجع مقايسه شدهاند. روشهاي پيشنهادي نسبت به روشهاي كلاسيك استفاده شده بر روي اين دادهها، جديد ميباشند و پس از دريافت دادههاي خام، تمامي مراحل استخراج ويژگي و رمزگشايي به صورت خودكار انجام ميشود. روشهاي پيشنهادي اين پژوهش در مقايسه با مطالعات پيشين دقتهاي قابل قبولي را ارايه دادهاند.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/08/03
عنوان به انگليسي
Decoding the kinematic parameters of hand movement from brain signals using deep learning
تاريخ بهره برداري
9/19/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي سرمدي پور
چكيده به لاتين
Today, human-computer communication systems are very important in most scientific fields, especially the control of prostheses. Therefore, this research examines the issue of continuous decoding of hand movement parameters in three main dimensions with the help of signals received from the brain using the ECOG method. The received signals are related to brain activities and are the main tools for detecting the type of goals in the user's mind, which are collected with the help of electrodes implanted in the epidural part of the brain. There are many methods for detecting and decoding brain signals, and due to the increasing progress of artificial intelligence in the world, we have used deep learning methods in this research. In the presented methods, inspired by classical methods and famous neural networks, two deep neural networks have been designed, the first network consists of a convolutional part and a recurrent part for decoding continuous hand movement, and the second network is a deep network with more depth, which It is designed based on the deep network of Rosenet. In the proposed methods, feature extraction is performed by the convolutional part, and the recursive part will decode the hand movement parameters based on the calculated features. To evaluate the model, the data set received from two monkeys that are changing the direction of their hand movement in three different dimensions have been used. evaluation criteria of correlation coefficient, normalized mean squared error, and squared mean squared error have been used to evaluate the proposed models. The results obtained from the proposed methods have been compared with the methods available in the references. The proposed methods are new compared to the classical methods used on these data, and after receiving the raw data, all feature extraction and decoding steps are performed automatically. The proposed methods of this research have provided acceptable accuracies compared to previous studies.
كليدواژه هاي فارسي
واسط مغز و كامپيوتر، سيگنال مغزي ECOG، يادگيري عميق، شبكه عصبي عميق
كليدواژه هاي لاتين
Brain-computer interface, ECOG signal, deep learning, deep neural network
Author
mahdi sarmadi pour
SuperVisor
vahid shalchian