14. ΔΕΥ: Υπάρχων συστήματα

Transcript

1 14. ΔΕΥ: 1 Υπάρχων συστήματα

2 WADSWORTH CENTER: MCFARLAND, WOLPAW Sensorimotor rhythms: ακούσια ρύθμιση ρυθμών μ (8-12 Ηz) και β (18-26 Hz) από τον φλοιό sensorimotor (C3, C4) Προσαρμογή χρήστη-συστήματος Γραμμική παλινδρόμηση για κάθε κανάλι και συνδιασμό 2-d κίνηση δρομέα οθόνης προς στόχο στις 4 γωνιές της οθόνης Σχήμα από: D.J. McFarland et al., Biological Psychology, 63(3): ,

3 P300: συλλαβισμός λέξεων μέσω πλέγματος χαρακτήρων και φώτιση γραμμών/στηλών Σύστημα σε σπίτι 48χρονου με ALS ο οποίος είναι εντελώς παράλυτος εκτός από μερική κίνηση ματιών. Χρησιμοποίηση προγραμμάτων Windows, π.χ. Word. Ακρίβεια 88% Σχήμα από: 3

4 Συνεργασία με Uni. of Tübingen & Uni. of South Florida: δοκιμή συστήματος με άτομα με ειδικές ανάγκες Σύστημα αποτελείται από: Laptop Flat οθόνη Σκούφος με 8 κανάλια ηλεκτροδίων Ενισχυτής με ενσωματομένο μετατροπέα A/D Φροντιστής: τοποθέτηση σκούφου και τζελ στα ηλεκτρόδια Αναγνώριση παραγόντων για ανάπτυξη συστήματος που λειτουργεί αυτόνομα εκτός εργαστηριακών συνθηκών: Πιο συμπαγές σύστημα Πιο εύκολη χρησιμοποίηση (ιεραρχικά μενού) Αξιόπιστες και αποτελεσματικές εφαρμογές επικοινωνίας 4

5 Σύγκριση: Sensorimotor rhythms Ακούσια χαρακτηριστικά δεν εξαρτώνται από ερέθισμα Παλινδρόμηση Εκπαίδευση χρήστη για καλυτέρευση απόδοσης P300 Oddball paradigm εξάρτηση από παρουσίαση ερεθίσματος Ομαδοποίηση Δε χρειάζεται εκπαίδευση Άποψη: επιλογή συστήματος βάση ταχύτητας, ακρίβειας, bit rate, χρησιμότητα και πιθανότητα χρήσης για τον κάθε χρήστη. 5

6 UNIVERSITY OF TÜBINGEN: HINTERBERGER, BIRBAUMER SCPs ακούσια ρύθμιση μέσω εκπαίδευσης με ανάδραση (feedback training) Thought Translation Device (TTD): Ενισχυτής PC με 2 οθόνες (μια για τον ερευνητή, μια για ανάδραση) 3-7 ηλεκτρόδια ΗΕΓ, και EOG Επεξεργασία: φίλτρα χώρου, χρόνου, συχνότητας. Online αφαίρεση θορύβου Ομαδοποίηση: LDA, κατώφλιο, SVM Εφαρμογές: συλλαβισμός λέξεων, αναζήτηση στο διαδίκτυο, διεπαφή για έλεγχο συσκευών 6

7 Σχήμα από: Kubler et al., Experimental Brain Research, 124: ,

8 GRAZ UNIVERSITY OF TECHNOLOGY: SCHLÖGL, PFURTSCHELLER (α) Motor imagery (ρυθμοί μ και β), ή (β) οπτικά και σωματοαισθητικά ERPs Επεξεργασία: Προσαρμοστικά Αυτοπαλινδρομικά μοντέλα (Adaptive AR) Ομαδοποίηση: LDA, SVM Εφαρμογές: έλεγχος νευροπροσθετικών άκρων, συλλαβισμός λέξεων, πλοήγηση σε εικονικό περιβάλλον 8

9 TECHNICAL UNIVERSITY BERLIN: MÜLLER, BLANKERTZ «The Berlin BCI»: Πρόβλεψη νοητικής κίνησης (Bereitschaftspotential, BP) ή ακούσια ρύθμιση ρυθμών μ και β μέσω νοητικής κίνησης Επεξεργασία: BP: χαμηλοπερατό φίλτρο (<3.5Hz), 4 τελευταίοι συντελεστές του BP SR: λογαριθμικά χαρακτηριστικά χωρικών φίλτρων Ομαδοποίηση: (Regularised) LDA 9

10 ΑΣΎΓΧΡΟΝΕΣ ΔΕΥ Ασύγχρονος έλεγχος: αναμενόμενος, χαρακτηριστικός πραγματικών εφαρμογών Έλεγχος: Intentional Control (IC) εντολή που προορίζεται για το σύστημα No Control (NC) η έξοδος μένει ουδέτερη ή αμετάβλητη Για ασύγχρονο έλεγχο πρέπει: Το σύστημα να υποστηρίζει βραδεία λειτουργία (idle state) Να υπάρχει συνεχής ή περιοδική διαθεσιμότητα του συστήματος για έλεγχο από το χρήστη EEG Switch για εναλλαγή μεταξύ IC και NC, π.χ. νοητική κίνηση 10

11 Σχήμα από: G. Dornhege et al. (eds.), Toward Brain-Computer Interfacing. MIT Press,

12 Προβλήματα: Διατήρηση του ψευδώς θετικού ποσοστού σε χαμηλό επίπεδο Καταλληλότητα τεχνολογίας που δοκιμάζεται σε synchronous κατάσταση για ασύγχρονη λειτουργία Εφαρμογή για την οποία προορίζεται το σύστημα Διακόπτης on/off σύστημα πρέπει να αναγνωρίζει την εντολή για on από ΟΛΕΣ τις άλλες πιθανές εντολές Η δοκιμή ενός ασύγχρονου συστήματος είναι πρόκληση 12

13 13 ΔΕΥ: Το μέλλον...