PiEEG er en enhet for en rimelig, men nøyaktig leser av hjernens biosignaler
Ildar Rakhmatulin, en forsker ved Imperial College i Storbritannia, har utviklet en enhet que gjør en Raspberry Pi til et hjerne-datamaskin-grensesnitt
Denne enheten kalt PiEEG, er en tilleggsmodul som kobles til Raspberry Pi. Som andre enheter for elektroencefalografi (EEG), elektromyografi (EMG) og elektrokardiografi (EKG), vil PiEEG kunne måle elektriske signaler fra hjernen og videre tolke de som mottas.
Ifølge Rakhmatulin, ble dette prosjektet startet fordi han la merke til interessen for nevrovitenskap økt med årene. Først oppfant Rakhmatulin et lite bærbart hjerne-datamaskin-grensesnitt. I følge beskrivelsen laget av forskeren tillot dette kompakte EEG-utstyret som hadde en sirkulær form og en radius på bare 25 mm komfortabel daglig bruk dag og natt.
den data samlet inn av enheten skulle sendes til en personlig server ved hjelp av TCP-IP-protokollen, noe som gir mulighet for trådløs drift og anstendig bevegelsesområde for brukeren. Denne tidlige modellen hadde også innebygd støydempingsevne for å forbedre nøyaktigheten til opptak med en maksimal inngangsstøy på mindre enn 0,35 μV.
etter design, den totale kostnaden for denne første modellen var omtrent $350 for 24 elektroder. Men brikkemangelen som oppsto mellom 2020 og 2021 økte kostnadene for enheten betraktelig. For ikke å forlate prosjektet, bestemte forskeren seg for å lansere en andre versjon av hjerne-datamaskin-grensesnittet hans, men denne gangen basert på en Raspberry Pi, som tillot trådløs drift og et anstendig bevegelsesområde for brukeren.
Valget av Raspberry Pi ble tatt fordi det ifølge Rakhmatulin er den mest populære enkeltkortsdatamaskinen på markedet og den enkleste måten å begynne å ta dine første skritt innen nevrovitenskap. For denne andre iterasjonen forklarer forskeren at skjoldet kan fås ved å bruke Raspberry Pi 3 eller 4, som koster mindre enn $100. Derfor er den billig og enkel å vedlikeholde.
Kombinert med plugin, vil PiEEG koste mellom $250 og $350 med følgende funksjoner:
- Kompatibel med Raspberry Pi 3 eller 4
- 8 kanaler for å koble til våte eller tørre elektroder
- Dataoverføring via SPI-protokoll med en frekvens på 250 SPS til 16 kSPS og en oppløsning på 24 bits per kanal
- Programmerbar signalforsterkning: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Evne til å måle impedans
- CMRR Common Mode Rejection Ratio: 120
- Innvendig støy: 0,4 μV
- Ekstern støy: 0,8 μV
- Signal til støyforhold (SNR): 130dB
- LED for strømindikasjon og ADS1299 tilkoblingsindikasjon
- 3 ledige pinner for å koble til eksterne objekter (jording og kanal Raspberry Pi)
- De 33 Raspberry Pi GPIO-pinnene kan brukes til ulike oppgaver, for eksempel å koble til eksterne enheter.
- Enkel programmering med medfølgende åpen kildekode-programvare for lesing og behandling av data i Python, C og C++
For de som ønsker å få det, en crowdfunding-kampanje har nylig blitt lansert. 4-kanalsversjonen av PiEEG er $250 og 8-kanalsversjonen er $350.
Rakhmatulin og hans samarbeidspartnere publiserte også en artikkel som demonstrerte funksjonaliteten: De var i stand til å kontrollere en lekemus ved å blinke.
"Men potensialet er mye større og enheten kan brukes i mange forskjellige bransjer, avhengig av brukerens ønsker og evner," skrev han.
Faktisk rapporterer Rakhmatulin, PiEEG-signaler kan for eksempel brukes til smarthusstyring, spill, robotikk, virtuell tastaturinndata eller til og med DIY polygraf-eksperimenter. Enheten "kan også brukes av maskinlæringsentusiaster til å lage prosjekter for å kontrollere roboter og mekaniske lemmer med tankekraft, søvnkontroll, meditasjonskontroll, eller som en bevegelsesdetektor, løgndetektor og mange flere," bemerker Rakhmatulin.
Den gode nyheten med denne typen lavkostprosjekter er at de kan lære mer om hjernen i løpet av de neste 10 årene enn vi har lært de siste 50. Problemet nå ville imidlertid være å finne folk som aksepterer at hvem som helst kan koble til hjernen din. Men i tillegg kan materielle vanskeligheter ikke utelukkes. Faktisk er det rapportert at elektrodene slites raskt ut over tid, noe som kan øke kostnadene ved å bruke enheten. Videre er det nødvendig å finne en måte å holde disse elektrodene på plass i en lang periode, noe som ikke er lett under eksperimenter.
Men allerede med muligheten til billig å lese hjernesignaler og utføre oppgaver basert på disse signalene, dukker den omstridte debatten om å beholde menneskelig hukommelse på en lagringsenhet opp igjen.
Fuente: https://arxiv.org