Technologia interfejsu mózg-komputer (BCI) mierzy aktywność elektryczną fal mózgowych, przekazuje te informacje do oprogramowania uczenia maszynowego i przekształca je w polecenia. BCI jest używany jako urządzenie zdalnego sterowania, które można zastosować w komputerach, aplikacjach, inteligentnych domach i innych urządzeniach Internetu Rzeczy (IoT), rzeczywistości wirtualnej, protezach kończyn, robotach, wózkach inwalidzkich, zabawkach i grach.

Kiedyś będąca domeną science fiction, technologia interfejsu mózg-komputer jest teraz dostępna dla każdego, kto ma pomysły, czas i wiedzę. BCI wykorzystuje określone wzorce mózgowe związane z obrazami mentalnymi i mimiką twarzy, a także może używać ruchów głowy i oczu do wydawania poleceń cyfrowych podłączonemu urządzeniu. Inwazyjne BCI chirurgicznie wszczepiają urządzenie do mózgu, aby zbierać informacje elektryczne. Nieinwazyjne urządzenia BCI, takie jak zestawy słuchawkowe EEG Emotiv, odczytują aktywność mózgu ze skóry głowy.

Gotowy, aby zbudować projekt BCI? Oto, czego będziesz potrzebować

#1: Jasny cel

Określ, co chcesz osiągnąć. Bądź jak najbardziej precyzyjny, na przykład „obróć głowę, aby skręcić”, „uśmiechnij się, aby włączyć światło”, „pomyśl naciśnij, aby użyć mikstury w grze” lub „wyślij wyskakującą wiadomość, gdy wskaźniki wydajności wskazują na rozproszenie przez czas dłuższy niż x ”.

#2: Urządzenie do pozyskiwania sygnałów

Najpierw potrzebujesz czegoś do rejestrowania sygnałów mózgowych. Wszystkie bezprzewodowe zestawy słuchawkowe EEG Emotiv obejmują cały mózg, nawet 2-kanałowe wkładki douszne MN8, i poradzą sobie z tym zadaniem. Z reguły BCI działa lepiej przy większej liczbie sygnałów. 5-kanałowy zestaw słuchawkowy EEG Emotiv Insight jest popularnym wyborem do interfejsu mózg-komputer, ponieważ jest bezprzewodowy, łatwy w użyciu i został niezależnie zwalidowany pod kątem doskonałej funkcjonalności BCI. 

Urządzenia BCI

Tabela porównawcza zestawów słuchawkowych

Przykłady projektów BCI wykorzystujących Emotiv:

• Handi’Arcade: dostępne kontrolery do gier

• University of South Florida: wyścig dronów sterowanych mózgiem

• IBM Bluemix: używanie Mocy z dronem BB-8

• Imagination Centre: badanie rozwiązań dla dzieci z niepełnosprawnościami

#3: Oprogramowanie do przetwarzania sygnałów

Następnie potrzebujesz oprogramowania do uczenia maszynowego, aby przetłumaczyć te sygnały mózgowe na polecenia. EmotivBCI upraszcza ten proces, umożliwiając utworzenie profilu i nauczenie programu rozpoznawania wyobrażeń mentalnych, takich jak pchanie lub ciągnięcie. Oprogramowanie rozpoznaje także mimikę twarzy, ruchy głowy oraz stany poznawcze, takie jak skupienie lub rozproszenie.

#4: Przypisane polecenia BCI

Teraz użyj poleceń BCI, aby połączyć się i wchodzić w interakcję z realnym światem. EmotivBCI łączy się bezproblemowo z powszechnie używanymi programami, których możesz użyć do tworzenia aplikacji do swojego projektu BCI. Na przykład Node-RED pozwala wizualnie nakreślić, co mają robić sygnały mózgowe, bez potrzeby kodowania. 

Alternatywnie możesz napisać kod, aby tworzyć aplikacje reagujące na przetworzone sygnały mózgowe. W zależności od projektu może to obejmować języki takie jak Python, C++ lub JavaScript. Możesz użyć przykładów z naszego GitHuba jako punktu wyjścia do odkrywania i budowania własnych aplikacji. 

Bezpłatne samouczki wideo dotyczące języków programowania BCI:

• Python dla początkujących - Naucz się Pythona w 1 godzinę

• Samouczek C++ dla początkujących - Naucz się C++ w 1 godzinę

• JavaScript w 10 minut | Samouczek JavaScript dla początkujących

Jak używać Nod-RED z Emotiv BCI

#5: Urządzenie do odbierania poleceń BCI

Na koniec potrzebujesz czegoś do sterowania za pomocą BCI. W zależności od projektu może być konieczne podłączenie urządzenia lub nadajnika do mikrokomputera, takiego jak Raspberry Pi lub płyta Arduino. Jednak nie zawsze jest to konieczne.

Jak sterować dźwiękiem za pomocą BCI

Możesz wykorzystać OSC (Open Sound Control) z aplikacji EmotivBCI do sterowania dźwiękiem i mediami w czasie rzeczywistym. Twórcy gier mogą integrować polecenia BCI ze swoimi grami Unity za pośrednictwem wrappera Unity dla Cortex API.

Jak używać mikrokontrolerów do BCI:

• Przewodnik dla początkujących po Raspberry Pi: instalacja i konfiguracja

• Kurs Arduino dla każdego

• OSC z Emotiv BCI

• Wtyczka Unity

Powyżej: Płyta Arduino steruje robotycznym ramieniem za pomocą EEG Emotiv. (Źródło: Matt Su)

Zdjęcie okładkowe: Student steruje dronem BCI na University of South Florida. (Źródło: USF BCI Club)

Pochwal się swoim projektem BCI! Chętnie zobaczymy i udostępnimy to, nad czym pracujesz. Oznacz #emotiv w mediach społecznościowych lub wyślij e-mail na adres hello@emotiv.com.