O objetivo geral deste método é estabelecer um procedimento experimental baseado em SSVEP, integrando vários programas de software para permitir o estudo da interação cérebro-robô com robôs humanóides, que é prospectivo para ajudar os doentes e idosos, bem como realizar trabalhos insalubres ou perigosos.
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Artigo de método
Baseado no SSVEP procedimento experimental para a interação cérebro-robô com robôs humanóides
Neste artigo
Resumo
Resumo
A Interação Cérebro-Robô (BRI), que fornece uma via de comunicação inovadora entre humanos e um dispositivo robótico por meio de sinais cerebrais, é prospectiva para ajudar os deficientes em suas vidas diárias. O objetivo geral do nosso método é estabelecer um procedimento experimental baseado em SSVEP, integrando vários programas de software, como OpenViBE, Choregraph e Central, bem como programas desenvolvidos pelo usuário escritos em C++ e MATLAB, para permitir o estudo da interação cérebro-robô com robôs humanóides.
Isso é conseguido colocando primeiro eletrodos de EEG em um sujeito humano para medir as respostas cerebrais por meio de um sistema de aquisição de dados de EEG. Uma interface de usuário é usada para obter respostas SSVEP e exibir feedback de vídeo nos experimentos de controle de malha fechada. O segundo passo é registrar os sinais de EEG de indivíduos iniciantes, analisar suas características do SSVEP offline e treinar o classificador para cada sujeito. Em seguida, o Processador de Sinal Online e o Controlador do Robô são configurados para o controle online de um robô humanóide. Como etapa final, o sujeito conclui três experimentos específicos de controle de circuito fechado em diferentes ambientes para avaliar o desempenho da interação cérebro-robô.
A vantagem dessa abordagem é sua confiabilidade e flexibilidade, pois é desenvolvida integrando vários programas de software. Os resultados mostram que, usando essa abordagem, o sujeito é capaz de interagir com o robô humanóide por meio de sinais cerebrais. Isso permite que o robô humanóide controlado pela mente execute tarefas típicas que são populares na pesquisa robótica e são úteis para ajudar os deficientes.
Introdução
Brain-Robot Interaction (BRI), que fornece um caminho de comunicação inovadora entre o ser humano e um dispositivo robótico através de sinais cerebrais, é potencial em ajudar as pessoas com deficiência em suas vidas diárias 1,2. Uma variedade de métodos é capaz de adquirir sinais cerebrais tanto invasiva ou não-invasiva, tal como electrocorticografia (ECoG), electroencefalograma (EEG), ressonância magnética funcional (IRMf), etc. O método não-invasivo mais comumente utilizado para a construção do sistema BRI é a aquisição de sinais de EEG a partir de eletrodos colocados no couro cabeludo. Este método é barato, fácil de utilizar e fornece uma resolução temp....
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Protocolo
1. Adquirir sinais de EEG
- Explique o procedimento experimental para o assunto e obter o consentimento informado por escrito para participar de experimentos.
- Medir a circunferência da cabeça do sujeito usando uma fita métrica e selecione o tamanho da tampa EEG que fica perto da medição. A disposição de eléctrodos é baseada na "Sistema Internacional 10-20" 12.
- Meça a distância entre o násio e inion. Use um marcador lápis para marcar a pele 10% da distância como uma referência para alinhar a tampa, e marcar o ponto médio da distância que o vértice no couro cabeludo do indivíduo.
- Coloque a tampa EEG sobre o assunto, ali....
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Resultados
Os resultados aqui apresentados foram obtidos a partir de um sujeito do sexo masculino tendo corrigido ao normal versão. A figura 7 mostra o procedimento do processamento de dados de EEG, incluindo extracção de uma época de dados multicanal (Figura 7A), espacialmente filtrar os dados com base nos coeficientes CCA (Figura 7B) e calculando o PSD normalizada (Figura 7C).
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Discussão
Este trabalho apresenta um procedimento experimental à base de SSVEP para estabelecer o sistema de interação cérebro-robô com robôs humanóides, integrando vários programas de software. Como a intenção humano é percebido por interpretar os sinais EEG em tempo real, é crítico para verificar as ligações dos eléctrodos de EEG e qualidades de sinal antes de realizar a experiência. Se os sinais adquiridos de todos os eletrodos são de qualidades pobres, é necessário verificar a conexão da terra e eletrodos de referência em pri.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a divulgar.
Agradecimentos
Os autores gostariam de expressar sua gratidão ao Sr. Hong Hu por sua ajuda na realização dos experimentos relatados neste trabalho. Este trabalho foi apoiado em parte pela Fundação Nacional de Ciência Natural da China (No. 61473207).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Sistema de aquisição de dados Cerebus EEG | Blackrock Microsystems | 4176-9967 | |
| NAO robô humanóide | Aldebaran Robotics | H25 | |
| EEG cap | Neuroscan | 8732 | |
| Ten20 Gel condutor | Weaver e empresa | 10-20-8 |
Referências
- McFarland, D. J., Wolpaw, J. R. Brain-Computer Interface Operation of Robotic and Prosthetic Devices. Computer. 41, 52-56 (2008).
- Lebedev, M. A., Nicolelis, M. A. Brain-machine interfaces: Past, present and future. Trends Neruosci. 29 (9), 536-546 (2006).
- W....
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Reimpressões e permissões
