PieEEG ir ierīce par pieņemamu cenu, bet precīzu smadzeņu biosignālu lasītāju
Ildars Rahmatuļinspētnieks Imperiālajā koledžā Apvienotajā Karalistē, ir izstrādājis ierīci ka pārvērš Raspberry Pi par smadzeņu un datora saskarni
Šī ierīce sauca PieEEG ir papildu modulis kas savienojas ar Raspberry Pi. Tāpat kā citas elektroencefalogrāfijas (EEG), elektromiogrāfijas (EMG) un elektrokardiogrāfijas (EKG) ierīces, PiEEG varētu izmērīt elektriskos signālus no smadzenēm un tālāk interpretēt saņemtos.
Pēc Rahmatuļina teiktā, šis projekts tika uzsākts, jo viņš pamanīja interesi par neirozinātnēm gadu gaitā palielinājās. Sākumā Rakhmatuļins izgudroja nelielu pārnēsājamu smadzeņu un datora saskarni. Saskaņā ar pētnieka sniegto aprakstu šī kompaktā EEG iekārta, kurai bija apļveida forma un tikai 25 mm rādiuss, ļāva ērti lietot ikdienā gan dienu, gan nakti.
L ierīces savāktie dati bija jānosūta uz personīgo serveri izmantojot TCP-IP protokolu, kas nodrošina bezvadu darbību un lietotājam atbilstošu kustību diapazonu. Šim agrīnajam modelim bija arī iebūvēta trokšņu slāpēšanas iespēja, lai uzlabotu ierakstu precizitāti ar maksimālo ieejas troksni, kas mazāka par 0,35 μV.
pēc dizaina, šī pirmā modeļa kopējās izmaksas bija aptuveni 350 USD par 24 elektrodiem. Taču mikroshēmu trūkums, kas radās no 2020. līdz 2021. gadam, ievērojami palielināja ierīces izmaksas. Lai nepamestu savu projektu, pētnieks nolēma palaist savu smadzeņu un datora saskarnes otro versiju, taču šoreiz uz Raspberry Pi bāzes, kas ļāva darboties bezvadu režīmā un nodrošināt lietotājam pienācīgu kustību diapazonu.
Raspberry Pi izvēle tika veikta jo, pēc Rakhmatuļina teiktā, tas ir vispopulārākais viena borta dators tirgū un vienkāršākais veids, kā sākt spert pirmos soļus neirozinātnēs. Šajā otrajā atkārtojumā pētnieks paskaidro, ka vairogu var iegūt, izmantojot Raspberry Pi 3 vai 4, kas maksā mazāk nekā 100 USD. Tāpēc tas ir lēts un viegli kopjams.
Kopā ar spraudni PieEEG maksās no 250 līdz 350 USD ar šādām funkcijām:
- Savietojams ar Raspberry Pi 3 vai 4
- 8 kanāli mitru vai sausu elektrodu savienošanai
- Datu pārsūtīšana, izmantojot SPI protokolu ar frekvenci no 250 SPS līdz 16 kSPS un izšķirtspēju 24 biti kanālā
- Programmējams signāla pastiprinājums: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Spēja izmērīt pretestību
- CMRR kopējā režīma noraidīšanas koeficients: 120
- Iekšējais troksnis: 0,4 μV
- Ārējais troksnis: 0,8 μV
- Signāla un trokšņa attiecība (SNR): 130 dB
- LED jaudas indikācijai un ADS1299 savienojuma indikācijai
- 3 brīvas tapas ārējo objektu savienošanai (zeme un kanāls Raspberry Pi)
- 33 Raspberry Pi GPIO tapas var izmantot dažādiem uzdevumiem, piemēram, ārējo ierīču pievienošanai.
- Vienkārša programmēšana ar piegādāto atvērtā pirmkoda programmatūru datu lasīšanai un apstrādei Python, C un C++
Tiem, kas vēlas to iegūt, nesen tika uzsākta kolektīvā finansējuma kampaņa. PieEEG 4 kanālu versija ir 250 USD, bet 8 kanālu versija ir 350 USD.
Rakhmatulins un viņa līdzstrādnieki arī publicēja rakstu, kurā tika demonstrēta tā funkcionalitāte: viņi varēja kontrolēt rotaļu peli, mirkšķinot.
"Taču potenciāls ir daudz lielāks, un ierīci var izmantot daudzās dažādās nozarēs atkarībā no lietotāja vēlmēm un iespējām," viņš rakstīja.
Faktiski Rakhmatulins ziņo, PieEEG signālus var izmantot, piemēram, viedās mājas vadībai, spēles, robotika, virtuālā tastatūras ievade vai pat poligrāfa eksperimenti. Ierīci "var izmantot arī mašīnmācības entuziasti, lai izveidotu projektus robotu un mehānisko ekstremitāšu vadīšanai ar domu spēku, miega kontroli, meditācijas kontroli vai kā kustības detektoru, melu detektoru un daudz ko citu," atzīmē Rakhmatulins.
Labā ziņa ar šāda veida zemu izmaksu projektiem ir tā, ka nākamajos 10 gados viņi varētu uzzināt vairāk par smadzenēm, nekā mēs esam iemācījušies pēdējos 50 gados. Tomēr tagad problēma būtu atrast cilvēkus, kuri pieņem, ka ikviens var savienoties ar savām smadzenēm. Bet turklāt nevar izslēgt materiālas grūtības. Faktiski tiek ziņots, ka elektrodi laika gaitā ātri nolietojas, kas varētu palielināt ierīces lietošanas izmaksas. Turklāt ir jāatrod veids, kā šos elektrodus noturēt savā vietā ilgu laiku, kas eksperimentu laikā nav viegli.
Bet jau ar spēju lēti nolasīt smadzeņu signālus un veikt uzdevumus, pamatojoties uz šiem signāliem, strīdīgās debates par cilvēka atmiņas saglabāšanu atmiņas ierīcē atkal parādās.
Fuente: https://arxiv.org