Systemy Człowiek-Maszyna, IEEE, 2015

Streszczenie

Ocena obciążenia psychicznego za pomocą miar fizjologicznych, w szczególności sygnałów EEG (elektroencefalografii), jest aktywnym obszarem badawczym. W ostatnim czasie pojawiło się wiele bezprzewodowych systemów akwizycji do pomiaru EEG i innych sygnałów fizjologicznych. Niewiele badań zastosowało takie systemy bezprzewodowe do oceny obciążenia poznawczego i ewaluacji ich wydajności. W niniejszej pracy przedstawiono wstępny krok w celu zbadania wykonalności popularnego bezprzewodowego systemu (zestaw słuchawkowy Emotiv EPOC) do oceny poziomów obciążenia pamięci w dobrze znanym zadaniu n-wstecz (n-back). Opracowaliśmy strukturę przetwarzania sygnałów i klasyfikacji, która integruje algorytm automatycznego usuwania artefaktów, szerokie spektrum technik ekstrakcji cech, spersonalizowaną metodę skalowania cech, podejście do wyboru cech oparte na teorii informacji oraz model klasyfikacji oparty na maszynie wektorów nośnych (proximal support vector machine). Wyniki eksperymentalne pokazują, że bezprzewodowo zbierane sygnały EEG mogą być użyte do klasyfikacji różnych poziomów obciążenia pamięci u dziewięciu uczestników. Dokładność klasyfikacji między najniższym poziomem obciążenia (0-back) a aktywnymi poziomami obciążenia (1-, 2-, 3-back) była bliska 100%. Najlepsza dokładność klasyfikacji dla 1- versus 2-back wynosiła 80%, a dla 1- versus 3-back wynosiła 84%. Badanie to wskazuje, że bezprzewodowy system akwizycji oraz zaawansowane techniki analizy danych i rozpoznawania wzorców są obiecujące dla osiągnięcia monitorowania w czasie rzeczywistym i identyfikacji poziomów obciążenia psychicznego u ludzi zaangażowanych w szeroki zakres aktywności poznawczych we współczesnym społeczeństwie.Kliknij tutaj, aby przeczytać pełny raport