PiEEG to urządzenie do niedrogiego, ale dokładnego czytnika biosygnałów mózgowych
Ildar Rachmatulin, naukowiec z Imperial College w Wielkiej Brytanii, opracował urządzenie oferuje nasz konfigurator zamienia Raspberry Pi w interfejs mózg-komputer
To urządzenie nazywało się PieEEG, to dodatkowy moduł który łączy się z Raspberry Pi. Podobnie jak inne urządzenia do elektroencefalografii (EEG), elektromiografii (EMG) i elektrokardiografii (EKG), PiEEG byłby w stanie mierzyć sygnały elektryczne z mózgu i dalej interpretować otrzymane sygnały.
Według Rakhmatulina, ten projekt został rozpoczęty, ponieważ zauważył zainteresowanie neuronauką wzrosła z biegiem lat. Początkowo Rakhmatulin wynalazł mały przenośny interfejs mózg-komputer. Według opisu naukowca, ten kompaktowy sprzęt EEG o okrągłym kształcie i promieniu zaledwie 25 mm pozwalał na wygodne codzienne użytkowanie w dzień iw nocy.
L dane zbierane przez urządzenie miały być przesyłane na osobisty serwer wykorzystując protokół TCP-IP, pozwalający na bezprzewodową pracę i przyzwoity zakres ruchu dla użytkownika. Ten wczesny model miał również wbudowaną funkcję tłumienia szumów, aby poprawić dokładność nagrań przy maksymalnym szumie wejściowym poniżej 0,35 μV.
po zaprojektowaniu, całkowity koszt tego pierwszego modelu wyniósł około 350 USD za 24 elektrody. Jednak niedobór chipów, który miał miejsce w latach 2020-2021, znacznie zwiększył koszt urządzenia. Aby nie porzucić swojego projektu, badacz zdecydował się uruchomić drugą wersję swojego interfejsu mózg-komputer, ale tym razem opartą na Raspberry Pi, która zapewniała bezprzewodową pracę i przyzwoity zakres ruchu dla użytkownika.
Wybór Raspberry Pi został dokonany ponieważ według Rakhmatulina to najpopularniejszy komputer jednopłytkowy na rynku i najłatwiejszy sposób na rozpoczęcie stawiania pierwszych kroków w neuronauce. W przypadku tej drugiej iteracji badacz wyjaśnia, że osłonę można uzyskać za pomocą Raspberry Pi 3 lub 4, która kosztuje mniej niż 100 USD. Dzięki temu jest tani i łatwy w utrzymaniu.
W połączeniu z wtyczką PiEEG będzie kosztować od 250 do 350 USD z następującymi funkcjami:
- Kompatybilny z Raspberry Pi 3 lub 4
- 8 kanałów do podłączenia elektrod mokrych lub suchych
- Transfer danych protokołem SPI z częstotliwością od 250 SPS do 16 kSPS i rozdzielczością 24 bity na kanał
- Programowalne wzmocnienie sygnału: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Możliwość pomiaru impedancji
- Współczynnik odrzucania trybu wspólnego CMRR: 120
- Szum wewnętrzny: 0,4 μV
- Szum zewnętrzny: 0,8 μV
- Stosunek sygnału do szumu (SNR): 130dB
- Dioda LED wskazująca zasilanie i wskazująca połączenie ADS1299
- 3 wolne piny do podłączenia zewnętrznych obiektów (masa i kanał Raspberry Pi)
- 33 piny Raspberry Pi GPIO mogą być używane do różnych zadań, takich jak podłączanie urządzeń zewnętrznych.
- Łatwe programowanie za pomocą dostarczonego oprogramowania typu open source do odczytu i przetwarzania danych w językach Python, C i C++
Dla tych, którzy chcą go otrzymać, Niedawno ruszyła kampania crowdfundingowa. Wersja 4-kanałowa PieEEG kosztuje 250 USD, a wersja 8-kanałowa 350 USD.
Rakhmatulin i jego współpracownicy opublikowali również artykuł demonstrujący jego funkcjonalność: byli w stanie kontrolować zabawkową mysz poprzez mruganie.
"Ale potencjał jest znacznie większy, a urządzenie może być wykorzystywane w wielu różnych branżach, w zależności od pragnień i możliwości użytkownika" - napisał.
W rzeczywistości Rakhmatulin donosi, Sygnały PiEEG można wykorzystać np. do sterowania inteligentnym domem, gry, robotyka, wprowadzanie z wirtualnej klawiatury, a nawet samodzielne eksperymenty z wariografem. Urządzenie „może być również wykorzystywane przez entuzjastów uczenia maszynowego do tworzenia projektów sterowania robotami i mechanicznymi kończynami za pomocą siły myśli, kontroli snu, kontroli medytacji lub jako wykrywacz ruchu, wykrywacz kłamstw i wiele innych” — zauważa Rakhmatulin.
Dobrą wiadomością w przypadku tego rodzaju tanich projektów jest to, że mogą dowiedzieć się więcej o mózgu w ciągu następnych 10 lat, niż my nauczyliśmy się w ciągu ostatnich 50. Obecnie problemem byłoby jednak znalezienie ludzi, którzy zaakceptują fakt, że każdy może połączyć się z mózgiem. Ale dodatkowo nie można wykluczyć trudności materialnych. W rzeczywistości elektrody z czasem szybko się zużywają, co może zwiększyć koszt użytkowania urządzenia. Ponadto konieczne jest znalezienie sposobu na utrzymanie tych elektrod na miejscu przez długi czas, co nie jest łatwe podczas eksperymentów.
Ale już dzięki możliwości taniego odczytywania sygnałów mózgowych i wykonywania zadań opartych na tych sygnałach kontrowersyjna debata na temat przechowywania ludzkiej pamięci na urządzeniu pamięci powraca.
źródło: https://arxiv.org