PiEEG ist ein Gerät für ein erschwingliches, aber genaues Lesegerät für Biosignale des Gehirns
Ildar Rachmatulin, ein Forscher am Imperial College in Großbritannien, hat ein Gerät entwickelt dass verwandelt einen Raspberry Pi in eine Gehirn-Computer-Schnittstelle
Dieses Gerät hat angerufen PiEEG, ist ein Zusatzmodul die mit dem Raspberry Pi verbunden ist. Wie andere Geräte für Elektroenzephalographie (EEG), Elektromyographie (EMG) und Elektrokardiographie (EKG) wäre PiEEG in der Lage, elektrische Signale vom Gehirn zu messen und die empfangenen weiter zu interpretieren.
Laut Rachmatulin, dieses Projekt wurde gestartet, weil er dieses Interesse an Neurowissenschaften bemerkte im Laufe der Jahre zugenommen. Zunächst erfand Rakhmatulin eine kleine tragbare Gehirn-Computer-Schnittstelle. Dieses kompakte EEG-Gerät mit runder Form und einem Radius von nur 25 mm ermöglichte laut Beschreibung des Forschers eine komfortable tägliche Anwendung bei Tag und Nacht.
Die Die vom Gerät gesammelten Daten sollten an einen persönlichen Server gesendet werden Verwenden des TCP-IP-Protokolls, das einen drahtlosen Betrieb und einen angemessenen Bewegungsbereich für den Benutzer ermöglicht. Dieses frühe Modell hatte auch eine eingebaute Rauschunterdrückungsfunktion, um die Genauigkeit von Aufnahmen mit einem maximalen Eingangsrauschen von weniger als 0,35 μV zu verbessern.
nach Entwurfbetrugen die Gesamtkosten dieses ersten Modells etwa 350 $ für 24 Elektroden. Aber die zwischen 2020 und 2021 aufgetretene Chipknappheit hat die Kosten des Geräts erheblich erhöht. Um sein Projekt nicht aufzugeben, beschloss der Forscher, eine zweite Version seines Gehirn-Computer-Interface auf den Markt zu bringen, diesmal jedoch basierend auf einem Raspberry Pi, der einen drahtlosen Betrieb und einen angemessenen Bewegungsbereich für den Benutzer ermöglichte.
Die Wahl fiel auf den Raspberry Pi denn laut Rakhmatulin ist es der beliebteste Einplatinencomputer auf dem Markt und der einfachste Einstieg in die Neurowissenschaften. Für diese zweite Iteration erklärt der Forscher, dass der Schild mit dem Raspberry Pi 3 oder 4 erhältlich ist, der weniger als 100 US-Dollar kostet. Daher ist es billig und pflegeleicht.
In Kombination mit dem Plugin kostet PiEEG zwischen 250 und 350 US-Dollar mit den folgenden Funktionen:
- Kompatibel mit Raspberry Pi 3 oder 4
- 8 Kanäle zum Anschluss von Nass- oder Trockenelektroden
- Datenübertragung per SPI-Protokoll mit einer Frequenz von 250 SPS bis 16 kSPS und einer Auflösung von 24 Bit pro Kanal
- Programmierbare Signalverstärkung: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Fähigkeit, Impedanz zu messen
- CMRR-Gleichtaktunterdrückungsverhältnis: 120
- Internes Rauschen: 0,4 μV
- Externes Rauschen: 0,8 μV
- Signal-Rausch-Verhältnis (SNR): 130 dB
- LED für Betriebsanzeige und ADS1299-Verbindungsanzeige
- 3 freie Pins zum Anschluss externer Objekte (Masse und Kanal Raspberry Pi)
- Die 33 GPIO-Pins des Raspberry Pi können für verschiedene Aufgaben verwendet werden, beispielsweise zum Anschluss externer Geräte.
- Einfache Programmierung mit mitgelieferter Open-Source-Software zum Lesen und Verarbeiten von Daten in Python, C und C++
Für diejenigen, die es erhalten möchten, Kürzlich wurde eine Crowdfunding-Kampagne gestartet. Die 4-Kanal-Version des PiEEG kostet 250 $ und die 8-Kanal-Version 350 $.
Rakhmatulin und seine Mitarbeiter veröffentlichten auch ein Papier, das ihre Funktionalität demonstrierte: Sie waren in der Lage, eine Spielzeugmaus durch Blinzeln zu steuern.
„Aber das Potenzial ist viel größer und das Gerät kann in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt werden, je nach den Wünschen und Fähigkeiten des Benutzers“, schrieb er.
Tatsächlich berichtet Rakhmatulin, PiEEG-Signale können zum Beispiel für die Smart-Home-Steuerung genutzt werden, Spiele, Robotik, virtuelle Tastatureingaben oder sogar DIY-Polygraph-Experimente. Das Gerät „kann auch von Enthusiasten des maschinellen Lernens verwendet werden, um Projekte zur Steuerung von Robotern und mechanischen Gliedmaßen mit Gedankenkraft, Schlafkontrolle, Meditationskontrolle oder als Bewegungsmelder, Lügendetektor und vieles mehr zu erstellen“, bemerkt Rakhmatulin.
Die gute Nachricht bei dieser Art von Low-Cost-Projekten ist, dass sie in den nächsten 10 Jahren mehr über das Gehirn lernen könnten, als wir in den letzten 50 Jahren gelernt haben. Das Problem wäre jetzt jedoch, Leute zu finden, die akzeptieren, dass jeder es kann verbinde dich mit deinem Gehirn. Aber auch Materialschwierigkeiten sind nicht auszuschließen. Tatsächlich wird berichtet, dass sich die Elektroden im Laufe der Zeit schnell abnutzen, was die Kosten für die Verwendung des Geräts erhöhen könnte. Darüber hinaus muss ein Weg gefunden werden, diese Elektroden über einen langen Zeitraum an Ort und Stelle zu halten, was bei Experimenten nicht einfach ist.
Aber bereits mit der Fähigkeit, Gehirnsignale kostengünstig zu lesen und Aufgaben auf der Grundlage dieser Signale auszuführen, taucht die umstrittene Debatte über die Aufbewahrung des menschlichen Gedächtnisses auf einem Speichergerät wieder auf.
Quelle: https://arxiv.org