بزرگداشت سری هدست‌های بی‌سیم EEG یعنی Emotiv Epoc X. از دسته بازی گرفته تا تغییر دگرگون‌کننده در نوروتکنولوژی، قدرت‌بخش BCI، و تمام قابلیت‌ها و پتانسیل‌هایی که در آینده پیش رو هستند.

EPOC — هدست قابل حمل EEG با ۱۴ کانال آب نمک محصول Emotiv — شیوه جمع‌آوری و رصد داده‌های مربوط به بافت‌های مغزی توسط محققان را متحول ساخت. فناوری EEG ده‌ها سال بود که وجود داشت، اما گران‌قیمت، محدود، و پردردسر بود. بنابراین، وقتی Emotiv یک هدست کاملاً قابل حمل رده پژوهشی و فوق‌العاده مقرون‌به‌صرفه را در بازار EEG عرضه کرد، ما راه دسترسی به این تکنولوژی را هموار کرده و آغازگر عصر جدیدی در حوزه تحقیقات مغز بر اساس بافت‌های آن شدیم. اکنون، هر کسی قادر به رمزگشایی از فعالیت الکترونیکی مغز و مشاهده فرآیندهای جذاب آن در خارج از محیط آزمایشگاه است.

سال ۲۰۲۴ پانزدهمین سالگرد تاسیس EPOC است. ما راه طولانی را از زمان عرضه اولین نمونه اولیه پیموده‌ایم، و این تازه آغاز راه ماست. در هنگامه بزرگداشت این نقطه عطف، ما نگاهی گذرا به روند تکاملی سری Emotiv EPOC می‌اندازیم و نقش این هدست‌ها در دگرگون ساختن چشم‌انداز EEG و بازتعریف قابلیت‌های تحقیقاتی مربوط به آن را بررسی می‌کنیم.

نه تنها EPOC به عنوان ابزاری حیاتی در زمینه تحقیقات علوم مغز و اعصاب درآمده، بلکه سهولت استفاده و کاربر پسند بودن آن سبب شده تا این دستگاه در حوزه‌های مختلفی چون توان‌بخشی، رابط مغز و کامپیوتر (BCI)، هنر، موسیقی، سنجش کارایی فردی، تحقیقات بازار، بازاریابی، و آموزش مورد استفاده گسترده قرار گیرد.

چه چیزی به Emotiv EPOC ویژگی خاصی می‌بخشد؟

سری EPOC اولین هدست‌های قابل حمل EEG بودند که بر مبنای پیکربندی استاندارد بین‌المللی ۲۰-۱۰ علاوه بر لوب‌های پیشانی و پیش‌پیشانی، لوب‌های گیجگاهی، آهیانه‌ای و پس‌سری را نیز تحت پوشش کامل قرار دادند. مشاهده مشخصات فنی کامل دستگاه

از تاریخ معرفی اولین هدست EEG تا به امروز، مطالعات و ارزیابی‌های مستقل متعددی شباهت کیفی یا حتی برتری نتایج استخراج شده از این دستگاه را در مقایسه با روش‌های استاندارد آزمایشگاهی یا دستگاه‌های مشابه موجود در بازار تایید کرده‌اند. بر اساس ارزیابی مستقل صورت گرفته در سال ۲۰۲۳ مشخص گردید که از زمان طراحی و معرفی سری EPOC، تقریباً یک چهارم بررسی‌های علمی صورت گرفته در حوزه EEG بی‌سیم، با استفاده از این سری از محصولات هدست انجام پذیرفته است.

هدست EPOC (سری ۱): تغییر کاربری از ابزار بازی به ابزار ارزیابی و پژوهش مقیاس‌پذیر

هدست EPOC که در سال ۲۰۰۹ و با الهام از اصطلاح علمی «اپوک» (به مفهوم بازه زمانی استاندارد در جمع‌آوری داده‌ها) نام‌گذاری شد، به منزله تحولی بنیادین و نوآورانه در سیستم‌های متداول سنجش نوار مغزی (EEG) به شمار می‌رفت. این دستگاه ابتدا به عنوان ابزار بازی بدون نیاز به دست معرفی شد و قابلیت‌های BCI را برای بازی‌های ویدئویی امکان‌پذیر ساخت. به کمک این تکنولوژی نوپا، بازیکنان می‌توانستند موقعیت اشیاء را با افکار خود تغییر داده و کارهای مختلف را در بازی به انجام برسانند. در عین حال، حالات چهره فرد به صورت آنی در قالب آواتار شبیه‌سازی می‌شد؛ به طوری که در یکی از آزمایش‌ها، احساسات گیمر توانست ظاهر و تم بازی را تغییر دهد.

الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین بکار رفته در ابزار Emotiv این قابلیت را فراهم آوردند تا EPOC بتواند الگوهای فعالیت مغزی مرتبط با ۳۰ وضعیت احساسی، بیان چهره و واکنش‌های رفتاری را تشخیص دهد (شاخص‌های کارکردی Emotiv). به عنوان مثال، هنگامی که الگوریتم‌ها تداخل امواج مغزی مربوط به اعمال فشار را شناسایی می‌کردند، بخش BCI آن حرکت مغزی را به یک فرمان فیزیکی یا دیجیتالی معادل‌سازی می‌نمود و به این ترتیب فرمان فشردن در بازی شبیه‌سازی می‌شد.

EPOC در زمان عرضه اولیه خود هزاران نسخه را به علاقه‌مندان حوزه بازی و دوستداران BCI فروخت. با وجود این، طول نکشید که پژوهشگران متوجه قابلیت‌های بی‌شمار این محصول در سایر زمینه‌ها شدند. ویژگی پرتابل بودن، کیفیت سیگنال دریافتی، و قیمت مناسب، این دستگاه را به گزینه‌ای ایده‌آل برای گسترش تحقیقات آزمایشگاهی بر روی تعداد مشارکت‌کنندگان بیشتر مبدل ساخت.

تصویربرداری از امواج مغزی سوژه‌ها در محیط‌های مأنوس نظیر خانه، به افزایش آرامش خاطر آنها کمک کرده و در نتیجه، کیفیت سیگنال به دست آمده را ارتقا می‌بخشید. این قابلیت سبب تسهیل مطالعات حوزه فعالیت پتانسیل‌های مربوط به رویداد (ERP) در اطفال شد؛ کودکانی که همواره با محیط‌های خشک آزمایشگاهی احساس بیگانگی داشتند. این ارزیابی‌های معتبر نشان دادند که هدست EPOC هم‌رده سیستم‌های آزمایشگاهی پیشرفته سنجش نوار مغزی کارایی دارد و با هموار کردن مسیر مطالعات بزرگ‌مقیاس، بررسی مولفه‌های شنوایی ERP را در مدارس، بیمارستان‌ها و مهدکودک‌ها میسر می‌سازد.

کیفیت و طراحی نوین دستگاه EPOC جوایز ارزنده‌ای چون جایزه طراحی بین‌المللی استرالیا، دو جایزه برتری مهندسی از انجمن مهندسان استرالیا، و جایزه معتبر رد دات (Red Dot) در سال ۲۰۱۰ را برای کمپانی Emotiv به ارمغان آورد.

هدست +EPOC (سری ۲): توانمندسازی پژوهشگران به کمک فناوری بی‌سیم EEG

اگر نسخه اولیه EPOC توانست اعتبار و نام تجاری Emotiv را در تولید محصولات مدرن و آزمایشگاهی ثبت نماید، نسخه ارتقا یافته +EPOC جایگاه این برند را در عرصه ردیابی بی‌سیم امواج مغزی تثبیت کرد. این محصول که در سال ۲۰۱۴ معرفی شد، از طریق افزودن ماژول بلوتوث نسخه ۴.۰ و سنسور پایش حرکتی ۹ جهته گامی فراتر از نسخه پایه برداشت. این امکانات جدید کیفیت دریافت سیگنال و فرکانس نمونه‌برداری را در دو بازه ۱۲۸ و ۲۵۶ هرتز ارتقا بخشید، در حالی که در نسخه پیشین فرکانس روی عدد ۱۲۸ هرتز ثابت بود.

نسخه دوم EPOC در گستره وسیعی از فعالیت‌های پژوهشی به کار گرفته شد. محققان از ویژگی‌های برتر این هدست و مقرون‌به‌صرفه بودن آن بهره جستند تا بتوانند با کسری از هزینه‌های سیستم‌های متداول و گران‌قیمت آزمایشگاهی، به فعالیت‌های تحقیقاتی خود بپردازند. دسترسی پژوهشگران به داده‌های ساختاری و جزئی مغز، زمینه‌ساز درک بهتر و عمیق‌تر ذهن و الگوهای رفتاری بشر گردید.

دستگاه +EPOC هم‌اکنون در پروژه‌های مختلف پژوهشی سراسر جهان در شاخه‌های کاربردی متنوع، از برنامه‌ریزی اعضای مصنوعی و صندلی‌های چرخ‌دار گرفته تا تایید هویت در سیستم‌های امنیتی و سنجش عواطف انسانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در سال ۲۰۱۳، محصول +EPOC به سبب طراحی ارگونومیک و کاربرپسند خود توانست به جایزه معتبر بین‌المللی Red Dot در بخش طراحی محصول دست یابد.

EPOC X (سری ۳): یک دهه نوآوری و پیشتازی در فناوری بی‌سیم EEG

نسخه ویژه دهمین سالگرد انتشار این محصول ارزشمند، Epoc X نام دارد. با بهره‌گیری از فناوری‌های نو، تراشه‌های سخت‌افزاری ارتقا یافته، و بازخورد کاربران، تغییرات ساختاری و مهمی را در این محصول پرچمدار خود ایجاد نموده‌ایم:

بخش الکترونیک و ارتباطات

• بلوتوث نسخه ۵.۰: سازگاری کامل با کامپیوترها و سیستم‌های همراه نسل جدید.

• آنتن تقویت شده جدید: ارتقای نرخ انتقال داده، بهبود دامنه عملکرد و الگوهای رادیویی با اثربخشی بازدهی بالاتر.

• حسگر حرکتی نوین ۹ جهته بر پایه سیستم مکانیکی MEMS: افزایش پایداری و دقت داده‌های خروجی حسگر ارزیابی حرکت.

• کاهش نویز با تکنولوژی فیلتر حالت مشترک: به حداقل رساندن میزان اثر مداخلات الکترومغناطیسی و نویز برق شهری. بخش ساختار مکانیکی و مهندسی ارگونومی

• طراحی نوین جنس بدنه نگه‌دارنده: مدل Epoc X سبک‌تر، مقاوم‌تر، و برای استفاده طولانی‌مدت بسیار راحت‌تر شده است.

• قسمت نگه‌دارنده چرخان دور سر: بهینه‌سازی فرم قرارگیری بر روی سر به خصوص برای موارد استفاده از تکیه‌گاه‌های صندلی و مدل‌های پایش خواب بر بالین.

• بازطراحی شکل هندسی سنسورها: استفاده از پدهای نمدی با قابلیت بالای حفظ رطوبت و تعویض آسان.

• قابلیت شارژ مجدد مایع مرطوب‌کننده سنسورها: جلوگیری از بروز وقفه ناخواسته در فرآیند مطالعه. پژوهشگران می‌توانند به راحتی از طریق دریچه پشتی هدست پدهای نمدی را به کمک محلول سالین مرطوب کنند.

• الکترودهای آبکاری‌شده: بهره‌گیری از روکش آلیاژ نقره/کلرید نقره (Ag/AgCl) جهت پیشگیری از اکسیده شدن پین‌ها و ارائه سیگنال‌هایی فاقد نویز.

تغییرات فوق سبب شده تا دستگاه Epoc X در مقایسه با مدل‌های قدیمی محصولی کاربرپسندتر باشد – به گونه‌ای که ضمن فراهم آوردن راحتی بی‌نظیر حین استفاده و سهولت در راه‌اندازی و شارژ مایع، کیفیت سیگنال نابی را حتی در شلوغ‌ترین محیط‌ها ارائه می‌دهد.

هرچند ما در طول این سال‌ها تغییرات متعددی را در سری‌های مختلف EPOC اعمال داشته‌ایم، اما چیدمان سنسورها و الگوی دریافت سیگنال‌ها کاملاً یکنواخت حفظ شده است. این بدان معناست که محققین دارنده بسته‌های قدیمی‌تر می‌توانند بررسی‌های طولانی‌مدت خود را بدون دغدغه بابت افت اصالت داده‌های گذشته به کمک نسخه‌های جدید ادامه دهند.

تصویر بالا: هدست سنجش نوار مغزی Emotiv Epoc X

شتاب‌دهی به پژوهش‌های شناختی و بهبود بازده تجاری شرکت‌ها

دستگاه EPOC در طول ۱۵ سال اخیر به جزئی جدایی‌ناپذیر از ابزارهای کاری پژوهشگران سراسر جهان مبدل شده و به عنوان محبوب‌ترین هدست تصویربرداری بی‌سیم نوار مغزی جهت بررسی عمیق ساختارهای ذهن شناخته می‌شود. در میان ۹۱۶ مقاله علمی تایید شده توسط همتایان، در ۶۸ درصد مطالعات از سری هدست‌های EPOC استفاده شده است که این رقم بالاتر از آمار سایر ابزارهای مشابه در جهان است.

البته اثرگذاری این فناوری فراتر از پژوهش‌های آکادمیک بوده است. بنگاه‌های تجاری و شرکت‌ها نیز امروزه از داده‌های نوار مغزی حاصل از ابزارهای EPOC در اتاق‌های فکر و جلسات خود برای پیشبرد اهداف نوآورانه، بهبود تجربه کاربری، و توسعه بهینه محصولات جدید بهره می‌برند.

هدست بازی EPOC به خانه بازمی‌گردد

اگرچه اولین ویرایش محصول EPOC در زمان عرضه اولیه خود برای اجرای بازی‌های نوپا و ساده جلوتر از محدوده زمانی حاکم بر بازار حرکت می‌کرد، اما امروزه دستاوردهای فناوری و شناخت عمومی نسبت به این حوزه تا حد مطلوبی ارتقا یافته است. در حال حاضر، سری هدست‌های EPOC به عنوان ابزاری ایده‌آل برای انجام بازی‌های تعاملی نسل جدید و برنامه‌نویسی پایه‌ای بازی‌ها بر اساس ساختار BCI به کار گرفته می‌شوند. Perrikaryal، استریمر معروف در پلتفرم توییچ، با غلبه بر چالش‌های گوناگون و شکست دادن غول‌های بازی بسیار دشوار Elden Ring تنها با استفاده از دستگاه Epoc X، توجه رسانه‌های جهان را به خود معطوف ساخت. امروزه دانشجویان و توسعه‌دهندگان مستقل بازی‌ها به طور چشمگیری از توانایی و امکانات بی‌نظیر این نسل از سخت‌افزارهای EEG برای محقق ساختن ایده بازی‌های مبتنی بر «کنترل ذهن» بهره می‌گیرند.

تصویر بالا: Perrikaryal در حال انجام بازی Elden Ring به کمک هدست EEG مدل Epoc X.

ترسیم افق‌های روشن برای توسعه پایش عملکردهای مغزی

با نگاهی به گذشته درخشان و دستاوردهای چشمگیر سری محصولات EPOC، آینده‌ای را متصور می‌شویم که در آن این ابزار همچنان به عنوان بازوی توانمند اکتشافات نوین در حوزه علوم اعصاب عمل کرده، زوایای پنهان عملکرد ذهن را آشکار ساخته و موجبات ارتقای کیفیت زندگی بشر را فراهم آورد.

آیا مایلید فعالیت پژوهشی خود را در حوزه پایش بی‌سیم امواج مغزی آغاز کنید؟ همین امروز اقدام به تهیه محصول Epoc X کنید