PiEEG เป็นอุปกรณ์สำหรับเครื่องอ่านสัญญาณชีวะของสมองที่มีราคาย่อมเยาแต่แม่นยำ
อิลดาร์ รัคมาทูลินนักวิจัยจาก Imperial College ในสหราชอาณาจักร ได้พัฒนาอุปกรณ์ นี้ เปลี่ยน Raspberry Pi ให้เป็นอินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์สมอง
อุปกรณ์นี้เรียกว่า PiEEG เป็นโมดูลเพิ่มเติม ซึ่งเชื่อมต่อกับ Raspberry Pi เช่นเดียวกับอุปกรณ์ตรวจคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) เครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (EMG) และเครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) อื่นๆ PiEEG จะสามารถวัดสัญญาณไฟฟ้าจากสมองและตีความสัญญาณที่ได้รับเพิ่มเติมได้
อ้างอิงจากรัคมาทูลินโครงการนี้เริ่มขึ้นเพราะทรงสังเกตเห็นว่าทรงสนพระราชหฤทัยในด้านประสาทวิทยาศาสตร์ เพิ่มขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ในตอนแรก Rakhmatulin ได้คิดค้นอินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์สมองแบบพกพาขนาดเล็ก ตามคำอธิบายของนักวิจัย อุปกรณ์ EEG ขนาดกะทัดรัดที่มีรูปร่างกลมและมีรัศมีเพียง 25 มม. ช่วยให้ใช้งานประจำวันได้อย่างสะดวกสบายทั้งกลางวันและกลางคืน
ลอส ข้อมูลที่รวบรวมโดยอุปกรณ์จะถูกส่งไปยังเซิร์ฟเวอร์ส่วนบุคคล ใช้โปรโตคอล TCP-IP ช่วยให้สามารถใช้งานแบบไร้สายและช่วงการเคลื่อนไหวที่เหมาะสมสำหรับผู้ใช้ รุ่นแรกนี้ยังมีความสามารถในการลดเสียงรบกวนในตัวเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการบันทึกด้วยสัญญาณรบกวนอินพุตสูงสุดที่น้อยกว่า 0,35 μV
หลังการออกแบบค่าใช้จ่ายทั้งหมดของรุ่นแรกนี้อยู่ที่ประมาณ 350 ดอลลาร์สำหรับอิเล็กโทรด 24 อัน. แต่การขาดแคลนชิปที่เกิดขึ้นระหว่างปี 2020 ถึง 2021 ทำให้ต้นทุนของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นอย่างมาก เพื่อไม่ให้ล้มเลิกโครงการของเขา ผู้วิจัยจึงตัดสินใจเปิดตัวเวอร์ชันที่สองของส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ แต่คราวนี้ใช้ Raspberry Pi ซึ่งอนุญาตให้ใช้งานแบบไร้สายและช่วงการเคลื่อนไหวที่เหมาะสมสำหรับผู้ใช้
มีการเลือก Raspberry Pi เพราะจากข้อมูลของ Rakhmatulin มันเป็นคอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดและเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการเริ่มก้าวแรกของคุณในด้านประสาทวิทยา สำหรับการทำซ้ำครั้งที่สองนี้ นักวิจัยอธิบายว่าสามารถรับโล่ได้โดยใช้ Raspberry Pi 3 หรือ 4 ซึ่งมีราคาต่ำกว่า $100 ดังนั้นจึงมีราคาถูกและง่ายต่อการบำรุงรักษา
เมื่อรวมกับปลั๊กอินแล้ว PiEEG จะมีราคาระหว่าง $250 ถึง $350 พร้อมคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- เข้ากันได้กับ Raspberry Pi 3 หรือ 4
- 8 ช่องเชื่อมต่ออิเล็กโทรดเปียกหรือแห้ง
- การถ่ายโอนข้อมูลผ่านโปรโตคอล SPI ด้วยความถี่ 250 SPS ถึง 16 kSPS และความละเอียด 24 บิตต่อช่องสัญญาณ
- อัตราขยายสัญญาณที่ตั้งโปรแกรมได้: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- ความสามารถในการวัดอิมพีแดนซ์
- อัตราส่วนการปฏิเสธโหมดทั่วไป CMRR: 120
- เสียงรบกวนภายใน: 0,4 μV
- เสียงรบกวนภายนอก: 0,8 μV
- อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (SNR): 130dB
- LED สำหรับแสดงสถานะพลังงานและแสดงการเชื่อมต่อ ADS1299
- 3 พินฟรีเพื่อเชื่อมต่อวัตถุภายนอก (กราวด์และแชนเนล Raspberry Pi)
- 33 พิน Raspberry Pi GPIO สามารถใช้สำหรับงานต่างๆ เช่น การเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก
- การเขียนโปรแกรมอย่างง่ายด้วยซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สที่ให้มาสำหรับการอ่านและประมวลผลข้อมูลใน Python, C และ C++
สำหรับผู้ที่อยากได้มัน เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการเปิดตัวแคมเปญคราวด์ฟันดิ้ง. PiEEG เวอร์ชัน 4 แชนเนลคือ 250 ดอลลาร์ และเวอร์ชัน 8 แชนเนลคือ 350 ดอลลาร์
Rakhmatulin และผู้ร่วมงานของเขายังได้เผยแพร่เอกสารที่สาธิตการทำงานของมัน: พวกเขาสามารถควบคุมเมาส์ของเล่นได้โดยการกระพริบตา
“แต่ศักยภาพนั้นยิ่งใหญ่กว่ามาก และอุปกรณ์นี้สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ขึ้นอยู่กับความต้องการและความสามารถของผู้ใช้” เขาเขียน
อันที่จริง รัคมาทูลินรายงานว่า สามารถใช้สัญญาณ PiEEG ได้ เช่น สำหรับการควบคุมบ้านอัจฉริยะ, เกม , วิทยาการหุ่นยนต์ , การป้อนข้อมูลด้วยแป้นพิมพ์เสมือนจริง หรือแม้กระทั่งการทดลองโพลีกราฟแบบ DIY อุปกรณ์นี้ "ยังสามารถใช้โดยผู้ที่ชื่นชอบการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อสร้างโครงการเพื่อควบคุมหุ่นยนต์และแขนกลด้วยพลังความคิด การควบคุมการนอนหลับ การควบคุมการทำสมาธิ หรือเป็นเครื่องจับความเคลื่อนไหว เครื่องจับเท็จ และอื่นๆ อีกมากมาย" Rakhmatulin กล่าว
ข่าวดีของโครงการต้นทุนต่ำประเภทนี้คือพวกเขาสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสมองในอีก 10 ปีข้างหน้าได้มากกว่าที่เราเรียนรู้ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม ปัญหาในตอนนี้คือการหาคนที่ยอมรับว่าใครก็สามารถทำได้ เชื่อมต่อกับสมองของคุณ แต่นอกจากนี้ยังไม่สามารถยกเว้นปัญหาด้านวัตถุได้ ในความเป็นจริง มีรายงานว่าอิเล็กโทรดจะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งอาจเพิ่มค่าใช้จ่ายในการใช้อุปกรณ์ นอกจากนี้ จำเป็นต้องหาวิธีรักษาอิเล็กโทรดเหล่านี้ให้อยู่กับที่เป็นระยะเวลานาน ซึ่งไม่ใช่เรื่องง่ายในระหว่างการทดลอง
แต่ด้วยความสามารถในการอ่านสัญญาณสมองในราคาถูกและทำงานตามสัญญาณเหล่านั้น การถกเถียงที่ถกเถียงกันเกี่ยวกับการเก็บความทรงจำของมนุษย์ไว้ในอุปกรณ์เก็บข้อมูลจึงกลับมาปรากฏอีกครั้ง
Fuente: https://arxiv.org