PiEEG — устройство для доступного, но точного считывания биосигналов мозга.
Ильдар Рахматулин, исследователь Имперского колледжа в Великобритании, разработал устройство что превращает Raspberry Pi в интерфейс мозг-компьютер
Это устройство называется PiEEG, дополнительный модуль который подключается к Raspberry Pi. Как и другие устройства для электроэнцефалографии (ЭЭГ), электромиографии (ЭМГ) и электрокардиографии (ЭКГ), PiEEG сможет измерять электрические сигналы от мозга и в дальнейшем интерпретировать полученные.
По словам Рахматулина., этот проект был начат, потому что он заметил, что интерес к неврологии увеличилось с годами. Сначала Рахматулин изобрел небольшой портативный интерфейс мозг-компьютер. Согласно описанию исследователя, это компактное ЭЭГ-оборудование, имевшее круглую форму и радиус всего 25 мм, позволяло комфортно пользоваться им ежедневно днем и ночью.
данные, собранные устройством, должны были быть отправлены на персональный сервер используя протокол TCP-IP, обеспечивающий беспроводную работу и приличный диапазон движения для пользователя. Эта ранняя модель также имела встроенную функцию шумоподавления для повышения точности записи с максимальным входным шумом менее 0,35 мкВ.
после дизайна, общая стоимость этой первой модели составляла около 350 долларов за 24 электрода.. Но нехватка чипов, возникшая между 2020 и 2021 годами, значительно увеличила стоимость устройства. Чтобы не отказываться от своего проекта, исследователь решил запустить вторую версию своего интерфейса мозг-компьютер, но на этот раз на основе Raspberry Pi, которая обеспечивала беспроводную работу и приличный диапазон движений для пользователя.
Выбор Raspberry Pi сделан потому что, по словам Рахматулина, это самый популярный одноплатный компьютер на рынке и самый простой способ начать делать свои первые шаги в нейробиологии. Для этой второй итерации исследователь объясняет, что щит можно получить с помощью Raspberry Pi 3 или 4, который стоит менее 100 долларов. Поэтому он дешев и прост в обслуживании.
В сочетании с плагином PiEEG будет стоить от 250 до 350 долларов со следующими функциями:
- Совместимость с Raspberry Pi 3 или 4
- 8 каналов для подключения мокрых или сухих электродов
- Передача данных по протоколу SPI с частотой от 250 SPS до 16 kSPS и разрешением 24 бита на канал
- Программируемое усиление сигнала: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Возможность измерения импеданса
- Коэффициент подавления синфазного сигнала CMRR: 120
- Внутренний шум: 0,4 мкВ
- Внешний шум: 0,8 мкВ
- Отношение сигнал/шум (SNR): 130 дБ
- Светодиод для индикации питания и индикации подключения ADS1299
- 3 свободных контакта для подключения внешних объектов (земля и канал Raspberry Pi)
- 33 контакта Raspberry Pi GPIO можно использовать для различных задач, например для подключения внешних устройств.
- Простое программирование с помощью прилагаемого программного обеспечения с открытым исходным кодом для чтения и обработки данных на Python, C и C++.
Для тех, кто желает получить его, Недавно была запущена краудфандинговая кампания. 4-канальная версия PiEEG стоит 250 долларов, а 8-канальная версия — 350 долларов.
Рахматулин и его сотрудники также опубликовали документ, демонстрирующий его функциональность: они смогли управлять игрушечной мышью, моргая.
«Но потенциал намного больше, и устройство можно использовать во многих различных отраслях, в зависимости от желаний и возможностей пользователя», — написал он.
На самом деле, как сообщает Рахматулин, Сигналы PiEEG можно использовать, например, для управления умным домом., игры, робототехника, ввод с виртуальной клавиатуры или даже самостоятельные эксперименты с детектором лжи. Устройство «также может быть использовано энтузиастами машинного обучения для создания проектов по управлению роботами и механическими конечностями с помощью силы мысли, контроля сна, управления медитацией или в качестве детектора движения, детектора лжи и многого другого», — отмечает Рахматулин.
Хорошей новостью для такого рода низкозатратных проектов является то, что они могут узнать о мозге больше, чем мы узнали за последние 10 лет. подключитесь к своему мозгу. Но кроме того, нельзя исключать и материальные трудности. Сообщается, что электроды со временем быстро изнашиваются, что может увеличить стоимость использования устройства. Кроме того, необходимо найти способ удерживать эти электроды на месте в течение длительного времени, что не так просто во время экспериментов.
Но уже с возможностью дешево считывать сигналы мозга и выполнять задачи на основе этих сигналов спорные дебаты о сохранении человеческой памяти на запоминающем устройстве вновь всплывают на поверхность.
источник: https://arxiv.org