PiEEG je zařízení pro cenově dostupnou, ale přesnou čtečku mozkových biosignálů
Ildar Rakhmatulin, výzkumník na Imperial College ve Velké Británii, vyvinula zařízení že promění Raspberry Pi v rozhraní mozek-počítač
Toto zařízení tzv PiEEG, je přídavný modul který se připojuje k Raspberry Pi. Stejně jako ostatní přístroje pro elektroencefalografii (EEG), elektromyografii (EMG) a elektrokardiografii (EKG) by byl PiEEG schopen měřit elektrické signály z mozku a dále je interpretovat.
Podle Rakhmatulina, tento projekt byl zahájen, protože si všiml zájmu o neurovědy v průběhu let vzrostl. Nejprve Rakhmatulin vynalezl malé přenosné rozhraní mozek-počítač. Podle popisu výzkumníka toto kompaktní EEG zařízení, které mělo kruhový tvar a poloměr pouze 25 mm, umožňovalo pohodlné každodenní používání ve dne i v noci.
L data shromážděná zařízením měla být odeslána na osobní server využívající protokol TCP-IP, umožňující bezdrátový provoz a slušný rozsah pohybu pro uživatele. Tento raný model měl také vestavěnou schopnost potlačení šumu pro zlepšení přesnosti nahrávek s maximálním vstupním šumem menším než 0,35 μV.
po návrhu, celkové náklady na tento první model byly asi 350 $ za 24 elektrod. Ale nedostatek čipu, ke kterému došlo v letech 2020 až 2021, značně zvýšil náklady na zařízení. Aby výzkumník neopustil svůj projekt, rozhodl se spustit druhou verzi svého rozhraní mozek-počítač, tentokrát však založenou na Raspberry Pi, které uživateli umožňovalo bezdrátový provoz a slušný rozsah pohybu.
Byla vybrána Raspberry Pi protože podle Rakhmatulina je to nejoblíbenější jednodeskový počítač na trhu a nejjednodušší způsob, jak začít dělat první kroky v neurovědě. Pro tuto druhou iteraci výzkumník vysvětluje, že štít lze získat pomocí Raspberry Pi 3 nebo 4, které stojí méně než 100 $. Proto je levný a snadno se udržuje.
V kombinaci s pluginem bude PiEEG stát mezi 250 a 350 $ s následujícími funkcemi:
- Kompatibilní s Raspberry Pi 3 nebo 4
- 8 kanálů pro připojení mokrých nebo suchých elektrod
- Přenos dat protokolem SPI s frekvencí 250 SPS až 16 kSPS a rozlišením 24 bitů na kanál
- Programovatelné zesílení signálu: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Schopnost měřit impedanci
- Poměr odmítnutí společného režimu CMRR: 120
- Vnitřní hluk: 0,4 μV
- Vnější hluk: 0,8 μV
- Poměr signálu k šumu (SNR): 130 dB
- LED pro indikaci napájení a indikaci připojení ADS1299
- 3 volné kolíky pro připojení externích objektů (zem a kanál Raspberry Pi)
- 33 GPIO pinů Raspberry Pi lze použít pro různé úkoly, jako je připojení externích zařízení.
- Snadné programování s dodávaným open source softwarem pro čtení a zpracování dat v Pythonu, C a C++
Pro ty, kteří jej chtějí získat, nedávno byla spuštěna crowdfundingová kampaň. 4kanálová verze PiEEG stojí 250 $ a 8kanálová verze 350 $.
Rakhmatulin a jeho spolupracovníci také publikovali článek demonstrující jeho funkčnost: Byli schopni ovládat hračku myší mrkáním.
„Potenciál je ale mnohem větší a zařízení lze použít v mnoha různých odvětvích, v závislosti na přáních a možnostech uživatele,“ napsal.
Ve skutečnosti Rakhmatulin hlásí, Signály PiEEG lze využít například pro ovládání chytré domácnosti, hry, robotika, vstup na virtuální klávesnici nebo dokonce kutilské pokusy na polygrafu. Zařízení „mohou také použít nadšenci strojového učení k vytváření projektů pro ovládání robotů a mechanických končetin pomocí myšlenkové síly, ovládání spánku, ovládání meditace nebo jako detektor pohybu, detektor lži a mnoho dalších,“ poznamenává Rakhmatulin.
Dobrou zprávou u těchto druhů nízkonákladových projektů je, že by se v příštích 10 letech mohly dozvědět o mozku více, než jsme se my naučili za posledních 50. Problémem by však nyní bylo najít lidi, kteří akceptují, že kdokoli může připojte se ke svému mozku. Kromě toho však nelze vyloučit materiální potíže. Ve skutečnosti se uvádí, že se elektrody časem rychle opotřebovávají, což by mohlo zvýšit náklady na používání zařízení. Dále je nutné najít způsob, jak tyto elektrody udržet na místě po dlouhou dobu, což při experimentech není snadné.
Ale již se schopností levně číst mozkové signály a provádět úkoly založené na těchto signálech se znovu objevuje sporná debata o uchovávání lidské paměti na paměťovém zařízení.
zdroj: https://arxiv.org