240 likes | 406 Views
Brain-Computer Interface. Martin Knapovsk ý, Michal Šmrha, 2013. Princip BCI. Propojení neuronů Rozdíly v elektrických potenciálech Myelinové pochvy. http://programujte.com/galerie/2005/06/200506080117_ai1.jpg. Princip BCI. http://computer.howstuffworks.com/brain-computer-interface1.htm.
E N D
Brain-Computer Interface Martin Knapovský, Michal Šmrha, 2013
Princip BCI • Propojení neuronů • Rozdíly v elektrických potenciálech • Myelinové pochvy http://programujte.com/galerie/2005/06/200506080117_ai1.jpg
Princip BCI http://computer.howstuffworks.com/brain-computer-interface1.htm
Typy BCI • Invazivní • Částečně invazivní • Neinvazivní
Princip BCI systému • Snímání dat • Separace artefaktů • Prostorová filtrace • Parametrizace • Klasifikátor • Akční člen • Zpětná vazba
Princip BCI systému http://trilobit.fai.utb.cz/zpracovani-mozkove-aktivity-v-bci-systemech_e498d494-fd80-4948-a8d6-f5f3720bba2d
Rozpoznávání vzorů http://trilobit.fai.utb.cz/zpracovani-mozkove-aktivity-v-bci-systemech_e498d494-fd80-4948-a8d6-f5f3720bba2d
EEG Signály http://www.lynayre.com/images/Brain%20Waves%20Graph.jpg
Aplikace BCI • Pro postižené • Hry • Kochleární implantáty • Zrakové implantáty
Aplikace BCI http://www.extremetech.com/wp-content/uploads/2012/12/jan-paraplegic-robot-arm-bci-chocolate-bar-640x353.jpg
Aplikace BCI http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cb/Cochlear_implant.jpg/230px-Cochlear_implant.jpg
Aplikace BCI http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/9/99/BCI_JensNaumann.png/220px-BCI_JensNaumann.png
Problémy EEG • Algoritmy pro zpracování řeči • Výpočetní náročnost • Adaptivní algoritmy (odolné vůči časovým změnám) • Markovské modely, neuronové sítě
Problémy EEG • Vysoká variabilita signál • Nízký odstup signál-šum • EEG je hůře dosažitelné než řečové signály (analýza)
NeuralSignals • 1986 – 2004 • Pro těžce ochrnuté • Syntéza řeči, komunikace • Chirurgické implantace poblíž řečového centra • Celkem umístěno 5 implantátů (jeden rychlý)
BrainGate • 2002, od 2009 klinické zkoušky BrainGate2 • Chirurgická implantace u motorického centra http://www.extremetech.com/extreme/129499-paralyzed-woman-uses-mind-controlled-robot-arm
BrainGate • Pro pacienty s paralýzou nebo bez končetin • Snaha o přirozené ovládání http://www.extremetech.com/extreme/129499-paralyzed-woman-uses-mind-controlled-robot-arm
TheAudeo • Tiché ovládání přístroje • Signály z okolí hlasivek • DevelopmentKit $2000 http://www.theaudeo.com/
Mindball • Společenská hra • Čelenky s EEG senzory • Hráči se musí uvolnit http://www.mindball.se/game.html
NeuroSky • Spolupráce s průmyslem • Levné produkty pro uživatele i výzkum • MindWave snímač $80 • (Výroba bezkontaktních snímačů) http://http://www.neurosky.com/Products/MindWave.aspx
Emotiv • 14 senzorů • EPOC snímač $300 • EEG neuroheadset $750 • SDK + licence http://www.emotiv.com
Emotiv • Expressiv pro rozpoznávání mimiky • Affectiv pro rozpoznávání emocí • Cognitiv pro sledování vědomých myšlenek a záměrů • Umělecké a kreativní aplikace – hudba, hry
Závěr • Vzestup BCI • Je co rozvíjet • Rozvoj EEG, algoritmů • Cenově dostupné EEG • Vývoj aplikací • Sci-fi
Zdroje • 1. http://en.wikipedia.org/wiki/Brain%E2%80%93computer_interface • 2. http://en.wikipedia.org/wiki/Brain_implant • 3. http://en.wikipedia.org/wiki/Neural_oscillation • 4. http://computer.howstuffworks.com/brain-computer-interface1.htm • 5. http://www.braincomputerinterface.com/ • 6. http://gizmodo.com/5988342/the-first-wireless-implantable-brain+ • computer-interface-will-help-us-move-things-with-our-minds-on-the-go • 7. http://whatis.techtarget.com/definition/brain-computer-interface-BCI • 8. http://bits.blogs.nytimes.com/2013/04/28/disruptions-no-words-no-gestures-just-your-brain-as-a-control-pad/ • 9. http://cs.wikipedia.org/wiki/Ucho • 10. http://trilobit.fai.utb.cz/zpracovani-mozkove-aktivity-v-bci-systemech_ • e498d494-fd80-4948-a8d6-f5f3720bba2d • 11. http://www.extremetech.com/extreme/129499-paralyzed-woman-uses-mind-controlled-robot-arm