PiEEG je naprava za cenovno ugoden, a natančen čitalec možganskih biosignalov
Ildar Rakhmatulin, raziskovalec na Imperial College v Veliki Britaniji, je razvila napravo da spremeni Raspberry Pi v vmesnik možgani-računalnik
Ta naprava je klicala PiEEG, je dodatni modul ki se povezuje z Raspberry Pi. Tako kot druge naprave za elektroencefalografijo (EEG), elektromiografijo (EMG) in elektrokardiografijo (EKG) bi lahko PiEEG meril električne signale iz možganov in prejete nadaljnje interpretiral.
Po mnenju Rakhmatulina, je ta projekt začel, ker je opazil to zanimanje za nevroznanost z leti povečala. Sprva je Rakhmatulin izumil majhen prenosni vmesnik možgani-računalnik. Po opisu raziskovalca je ta kompaktna EEG oprema, ki je imela krožno obliko in polmer le 25 mm, omogočala udobno vsakodnevno uporabo podnevi in ponoči.
P podatki, zbrani z napravo, naj bi bili poslani osebnemu strežniku z uporabo protokola TCP-IP, kar omogoča brezžično delovanje in spodoben obseg gibanja za uporabnika. Ta zgodnji model je imel tudi vgrajeno zmožnost dušenja šuma za izboljšanje natančnosti posnetkov z največjim vhodnim šumom, manjšim od 0,35 μV.
po oblikovanju, je bil skupni strošek tega prvega modela približno 350 USD za 24 elektrod. Toda pomanjkanje čipov, ki se je pojavilo med letoma 2020 in 2021, je znatno povečalo stroške naprave. Da ne bi opustil svojega projekta, se je raziskovalec odločil lansirati drugo različico svojega vmesnika možgani-računalnik, vendar tokrat na osnovi Raspberry Pi, ki je omogočal brezžično delovanje in spodoben obseg gibanja za uporabnika.
Izbira je bila Raspberry Pi ker je po besedah Rakhmatulina najbolj priljubljen računalnik z eno ploščo na trgu in najlažji način za začetek vaših prvih korakov v nevroznanosti. Za to drugo ponovitev raziskovalec pojasnjuje, da je ščit mogoče dobiti z uporabo Raspberry Pi 3 ali 4, ki stane manj kot 100 USD. Zato je poceni in enostaven za vzdrževanje.
V kombinaciji z vtičnikom bo PiEEG stal med 250 in 350 USD z naslednjimi funkcijami:
- Združljiv z Raspberry Pi 3 ali 4
- 8 kanalov za povezavo mokrih ali suhih elektrod
- Prenos podatkov po protokolu SPI s frekvenco od 250 SPS do 16 kSPS in ločljivostjo 24 bitov na kanal
- Programabilno ojačanje signala: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Sposobnost merjenja impedance
- Razmerje zavrnitev skupnega načina CMRR: 120
- Notranji šum: 0,4 μV
- Zunanji šum: 0,8 μV
- Razmerje med signalom in šumom (SNR): 130dB
- LED za indikacijo napajanja in indikacijo povezave ADS1299
- 3 prosti zatiči za povezavo zunanjih objektov (ozemljitev in kanal Raspberry Pi)
- 33 zatičev Raspberry Pi GPIO je mogoče uporabiti za različne naloge, kot je povezovanje zunanjih naprav.
- Enostavno programiranje s priloženo odprtokodno programsko opremo za branje in obdelavo podatkov v Python, C in C++
Za tiste, ki ga želijo pridobiti, pred kratkim se je začela kampanja množičnega financiranja. 4-kanalna različica PiEEG stane 250 USD, 8-kanalna pa 350 USD.
Rakhmatulin in njegovi sodelavci so objavili tudi članek, ki prikazuje njegovo funkcionalnost: z mežikanjem so lahko upravljali miško igračo.
"A potencial je veliko večji in naprava se lahko uporablja v številnih različnih panogah, odvisno od želja in zmožnosti uporabnika," je zapisal.
Pravzaprav Rakhmatulin poroča, Signale PiEEG je mogoče uporabiti na primer za nadzor pametnega doma, igre, robotika, vnos z navidezno tipkovnico ali celo poligrafski poskusi DIY. Napravo "lahko uporabljajo tudi navdušenci strojnega učenja za ustvarjanje projektov za nadzor robotov in mehanskih udov z miselno močjo, nadzor spanja, nadzor meditacije ali kot detektor gibanja, detektor laži in še veliko več," ugotavlja Rakhmatulin.
Dobra novica pri tovrstnih nizkocenovnih projektih je, da bi se lahko v naslednjih 10 letih naučili več o možganih, kot smo se mi naučili v zadnjih 50. Zdaj pa bi bila težava najti ljudi, ki sprejemajo, da lahko kdorkoli poveži z možgani. Toda poleg tega ni mogoče izključiti materialnih težav. Pravzaprav naj bi se elektrode sčasoma hitro obrabile, kar bi lahko povečalo stroške uporabe naprave. Poleg tega je treba najti način, kako te elektrode obdržati dolgo časa, kar med poskusi ni enostavno.
Toda že z zmožnostjo poceni branja možganskih signalov in izvajanja nalog na podlagi teh signalov se znova pojavlja sporna razprava o tem, da bi človeški spomin shranjeval na napravi za shranjevanje.
vir: https://arxiv.org