Clasificación de formas primitivas utilizando interfaces cerebro-máquina

Ehsan Tarkesh Esfahani, V. Sundararajan

Resumen

Las interfaces cerebro-computadora (BCIs) son desarrollos recientes en tecnologías alternativas de interacción del usuario. El propósito de este artículo es explorar el potencial de las BCIs como interfaces de usuario para sistemas CAD. El documento describe experimentos y algoritmos que utilizan la BCI para distinguir entre formas primitivas que son imaginadas por un usuario. Los usuarios llevan un auricular de electroencefalograma (EEG) e imaginan la forma de un cubo, esfera, cilindro, pirámide o cono. El auricular EEG recopila actividad cerebral de 14 ubicaciones en el cuero cabelludo. Los datos se analizan con análisis de componentes independientes (ICA) y la Transformada de Hilbert-Huang (HHT). Las características de interés son los espectros marginales de diferentes bandas de frecuencia (beta, alfa, theta y bandas gamma) calculados a partir del espectro de Hilbert de cada componente independiente. Luego se aplica la prueba U de Mann-Whitney para clasificar los canales de electrodos EEG por relevancia en cinco clasificaciones por pares. Las características de los componentes independientes de mayor puntuación forman el vector de características final que luego se utiliza para entrenar un clasificador discriminante lineal. Los resultados muestran que este clasificador puede discriminar entre los cinco objetos primitivos básicos con una precisión promedio de alrededor del 44.6% (en comparación con una tasa de clasificación ingenua del 20%) sobre diez sujetos (rango de precisión del 36% al 54%). La clasificación de precisión cambia a 39.9% cuando se utilizan tanto pistas visuales como verbales. La repetibilidad de la extracción de características y la clasificación se verificó realizando el experimento en 10 días diferentes con los mismos participantes. Esto demuestra que la BCI tiene potencial para crear formas geométricas en sistemas CAD y podría ser utilizada como un medio novedoso de interacción del usuario.Haga clic aquí para el informe completo.