PieEEG on laite edulliseen mutta tarkkaan aivojen biosignaalien lukijaan
Ildar Rakhmatulin, tutkija Imperial Collegessa Isossa-Britanniassa, on kehittänyt laitteen että muuttaa Raspberry Pi:n aivojen ja tietokoneen rajapinnaksi
Tämä laite soitti PieEEG on lisämoduuli joka liittyy Raspberry Pi:hen. Kuten muutkin elektroenkefalografia- (EEG), elektromyografia- (EMG) ja elektrokardiografia (EKG) -laitteet, PiEEG pystyisi mittaamaan aivoista tulevia sähköisiä signaaleja ja tulkitsemaan vastaanotettuja signaaleja.
Rakhmatulinin mukaan, tämä projekti aloitettiin, koska hän huomasi kiinnostuksensa neurotieteitä kohtaan lisääntynyt vuosien varrella. Aluksi Rakhmatulin keksi pienen kannettavan aivo-tietokonerajapinnan. Tämä pienikokoinen pyöreän muotoinen ja vain 25 mm säde EEG-laite mahdollisti tutkijan tekemän kuvauksen mukaan mukavan päivittäisen käytön päivällä ja yöllä.
Los laitteen keräämät tiedot lähetettiin henkilökohtaiselle palvelimelle käyttämällä TCP-IP-protokollaa, mikä mahdollistaa langattoman toiminnan ja kohtuullisen liikeradan käyttäjälle. Tässä varhaisessa mallissa oli myös sisäänrakennettu kohinanvaimennusominaisuus, joka parantaa tallennusten tarkkuutta, kun maksimitulokohina oli alle 0,35 μV.
suunnittelun jälkeen, tämän ensimmäisen mallin kokonaishinta oli noin 350 dollaria 24 elektrodia kohden. Mutta vuosien 2020 ja 2021 välillä ilmennyt sirupula nosti laitteen hintaa huomattavasti. Jotta hän ei luopuisi projektistaan, tutkija päätti käynnistää toisen version aivo-tietokone-rajapinnastaan, mutta tällä kertaa perustuen Raspberry Pi:hen, joka mahdollisti langattoman toiminnan ja kohtuullisen liikkumavaran käyttäjälle.
Raspberry Pi -valinta tehtiin koska Rakhmatulinin mukaan se on markkinoiden suosituin yksilevytietokone ja helpoin tapa ottaa ensimmäiset askeleet neurotieteessä. Tässä toisessa iteraatiossa tutkija selittää, että suoja voidaan saada käyttämällä Raspberry Pi 3:a tai 4:ää, joka maksaa alle 100 dollaria. Siksi se on halpa ja helppo huoltaa.
Yhdessä laajennuksen kanssa PiEEG maksaa 250–350 dollaria seuraavilla ominaisuuksilla:
- Yhteensopiva Raspberry Pi 3:n tai Pi 4:n kanssa
- 8 kanavaa märkien tai kuivien elektrodien liittämiseen
- Tiedonsiirto SPI-protokollan kautta taajuudella 250 SPS - 16 kSPS ja resoluutiolla 24 bittiä kanavaa kohti
- Ohjelmoitava signaalin vahvistus: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Kyky mitata impedanssia
- CMRR Common Mode -hylkäyssuhde: 120
- Sisäinen melu: 0,4 μV
- Ulkoinen melu: 0,8 μV
- Signaali-kohinasuhde (SNR): 130 dB
- LED virran ilmaisulle ja ADS1299-liitännälle
- 3 ilmaista nastaa ulkoisten kohteiden kytkemiseen (maa ja kanava Raspberry Pi)
- 33 Raspberry Pi GPIO -nastaa voidaan käyttää erilaisiin tehtäviin, kuten ulkoisten laitteiden liittämiseen.
- Helppo ohjelmointi mukana toimitetulla avoimen lähdekoodin ohjelmistolla tietojen lukemiseen ja käsittelyyn Pythonissa, C:ssä ja C++:ssa
Niille, jotka haluavat saada sen, joukkorahoituskampanja on äskettäin käynnistetty. PieEEG:n 4-kanavainen versio maksaa 250 dollaria ja 8-kanavainen 350 dollaria.
Rakhmatulin ja hänen työtoverinsa julkaisivat myös paperin, joka esitteli sen toimivuutta: He pystyivät ohjaamaan leluhiirtä räpäyttämällä.
"Mutta potentiaali on paljon suurempi ja laitetta voidaan käyttää useilla eri toimialoilla, riippuen käyttäjän toiveista ja kyvyistä", hän kirjoitti.
Itse asiassa Rakhmatulin raportoi, PieEEG-signaaleja voidaan käyttää esimerkiksi älykkään kodin ohjaukseen, pelejä, robotiikkaa, virtuaalista näppäimistön syöttöä tai jopa tee-se-itse polygrafikokeita. Laitetta "voivat myös käyttää koneoppimisen harrastajat luodakseen projekteja robottien ja mekaanisten raajojen ohjaamiseksi ajatusvoimalla, unen hallinnassa, meditaation ohjauksessa tai liiketunnistimena, valheilmaisimena ja monina muina", Rakhmatulin huomauttaa.
Tällaisten halpaprojektien hyvä uutinen on, että he voisivat oppia aivoista enemmän seuraavien 10 vuoden aikana kuin olemme oppineet viimeisen 50 vuoden aikana. Nyt ongelmana olisi kuitenkin löytää ihmisiä, jotka hyväksyvät sen, että kuka tahansa voi muodostaa yhteyden aivoihisi. Mutta lisäksi aineellisia vaikeuksia ei voida sulkea pois. Itse asiassa elektrodien on raportoitu kuluvan nopeasti ajan myötä, mikä saattaa lisätä laitteen käyttökustannuksia. Lisäksi on löydettävä tapa pitää nämä elektrodit paikoillaan pitkään, mikä ei ole helppoa kokeiden aikana.
Mutta jo kyky lukea halvalla aivosignaaleja ja suorittaa tehtäviä näiden signaalien perusteella, kiistanalainen keskustelu ihmisen muistin säilyttämisestä tallennuslaitteessa nousee uudelleen pintaan.
lähde: https://arxiv.org