Name: a single-channel and non-invasive wearable brain-computer interface for industry and healthcare
Uploaded: 2023-07-07T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Single-Channel and Non-Invasive Wearable Brain-Computer Interface for Industry and Healthcare at JoVE.com

Dette arbejde blev udført som en del af IKT for Health-projektet, som blev finansielt støttet af det italienske ministerium for uddannelse, universitet og forskning (MIUR) under initiativet Departments of Excellence (italiensk budgetlov nr. 232/2016) gennem et ekspertisetilskud tildelt Institut for Informationsteknologi og Elektroteknik ved universitetet i Napoli Federico II, Napoli, Italien. Projektet blev faktisk muliggjort af støtten fra Res4Net-initiativet og TC-06 (Emerging Technologies in Measurements) fra IEEE Instrumentation and Measurement Society. Forfatterne vil også gerne takke L. Callegaro, A. Cioffi, S. Criscuolo, A. Cultrera, G. De Blasi, E. De Benedetto, L. Duraccio, E. Leone og M. Ortolano for deres dyrebare bidrag til udvikling, test og validering af systemet.

Undersøgelsen blev godkendt af det etiske udvalg for psykologisk forskning ved Institut for Humaniora ved universitetet i Napoli Federico II. De frivillige underskrev informeret samtykke, før de deltog i eksperimenterne.
1. Forberedelse af den ikke-invasive bærbare hjerne - computergrænseflade
<ol><li>Få en billig forbrugerkvalitet elektroencefalograf med tørre elektroder, og konfigurer den til enkeltkanalbrug.<ol><li>Kortslut eller tilslut eventuelle ubrugte indgangsk...

<ol>
	<li>Wolpaw, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-computer+interface+technology:+A+review+of+the+first+international+meeting.">Brain-computer interface technology: A review of the first international meeting.</a> IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering. 8 (2), 164-173 (2000).</li><li>Zander, T. O., Kothe, C., Jatzev, S., Gaertner, M., Tan, D. S., Nijholt, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancing+human-computer+interaction+with+input+from+active+and+passive+brain-computer+interfaces.">Enhancing human-computer interaction with input from active and passive brain-computer interfaces.</a> Brain-Computer Interfaces. , 181-199 (2010).</li><li>Ron-Angevin, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-computer+interface+application:+Auditory+serial+interface+to+control+a+two-class+motor-imagery-based+wheelchair.">Brain-computer interface application: Auditory serial interface to control a two-class motor-imagery-based wheelchair.</a> Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 14 (1), 49 (2017).</li><li>Ahn, M., Lee, M., Choi, J., Jun, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+brain-computer+interface+games+and+an+opinion+survey+from+researchers,+developers+and+users.">A review of brain-computer interface games and an opinion survey from researchers, developers and users.</a> Sensors. 14 (8), 14601-14633 (2014).</li><li>Bi, L., Fan, X. A., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEG-based+brain-controlled+mobile+robots:+A+survey.">EEG-based brain-controlled mobile robots: A survey.</a> IEEE Transactions on Human-Machine Systems. 43 (2), 161-176 (2013).</li><li>Arpaia, P., Callegaro, L., Cultrera, A., Esposito, A., Ortolano, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metrological+characterization+of+a+low-cost+electroencephalograph+for+wearable+neural+interfaces+in+industry+4.0+applications.">Metrological characterization of a low-cost electroencephalograph for wearable neural interfaces in industry 4.0 applications.</a> IEEE International Workshop on Metrology for Industry 4.0 &amp; IoT (MetroInd4. 0&amp;IoT). , 1-5 (2021).</li><li>R&#252;&#223;mann, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Industry+4.0:+The+future+of+productivity+and+growth+in+manufacturing+industries.">Industry 4.0: The future of productivity and growth in manufacturing industries.</a> Boston Consulting Group. 9 (1), 54-89 (2015).</li><li>Angrisani, L., Arpaia, P., Moccaldi, N., Esposito, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wearable+augmented+reality+and+brain+computer+interface+to+improve+human-robot+interactions+in+smart+industry:+A+feasibility+study+for+SSVEP+signals.">Wearable augmented reality and brain computer interface to improve human-robot interactions in smart industry: A feasibility study for SSVEP signals.</a> IEEE 4th International Forum on Research and Technology for Society and Industry (RTSI). , 1-5 (2018).</li><li>Brunner, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BNCI+Horizon+2020:+Towards+a+roadmap+for+the+BCI+community.">BNCI Horizon 2020: Towards a roadmap for the BCI community.</a> Brain-Computer Interfaces. 2 (1), 1-10 (2015).</li><li>Yin, E., Zhou, Z., Jiang, J., Yu, Y., Hu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dynamically+optimized+SSVEP+brain-computer+interface+(BCI)+speller.">A dynamically optimized SSVEP brain-computer interface (BCI) speller.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 62 (6), 1447-1456 (2014).</li><li>Chen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+asynchronous+control+system+of+robotic+arm+based+on+augmented+reality-assisted+brain-computer+interface.">Adaptive asynchronous control system of robotic arm based on augmented reality-assisted brain-computer interface.</a> Journal of Neural Engineering. 18 (6), 066005 (2021).</li><li>Ball, T., Kern, M., Mutschler, I., Aertsen, A., Schulze-Bonhage, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signal+quality+of+simultaneously+recorded+invasive+and+non-invasive+EEG.">Signal quality of simultaneously recorded invasive and non-invasive EEG.</a> Neuroimage. 46 (3), 708-716 (2009).</li><li>Grosse-Wentrup, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+are+the+causes+of+performance+variation+in+brain-computer+interfacing.">What are the causes of performance variation in brain-computer interfacing.</a> International Journal of Bioelectromagnetism. 13 (3), 115-116 (2011).</li><li>Arpaia, P., Esposito, A., Natalizio, A., Parvis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+successfully+classify+EEG+in+motor+imagery+BCI:+A+metrological+analysis+of+the+state+of+the+art.">How to successfully classify EEG in motor imagery BCI: A metrological analysis of the state of the art.</a> Journal of Neural Engineering. 19 (3), (2022).</li><li>Ajami, S., Mahnam, A., Abootalebi, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+practical+high+frequency+brain-computer+interface+based+on+steady-state+visual+evoked+potentials+using+a+single+channel+of+EEG.">Development of a practical high frequency brain-computer interface based on steady-state visual evoked potentials using a single channel of EEG.</a> Biocybernetics and Biomedical Engineering. 38 (1), 106-114 (2018).</li><li>Friedman, D., Nakatsu, R., Rauterberg, M., Ciancarini, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-computer+interfacing+and+virtual+reality.">Brain-computer interfacing and virtual reality.</a> Handbook of Digital Games and Entertainment Technologies. , 151-171 (2015).</li><li>Wang, M., Li, R., Zhang, R., Li, G., Zhang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+wearable+SSVEP-based+BCI+system+for+quadcopter+control+using+head-mounted+device.">A wearable SSVEP-based BCI system for quadcopter control using head-mounted device.</a> IEEE Access. 6, 26789-26798 (2018).</li><li>Arpaia, P., Callegaro, L., Cultrera, A., Esposito, A., Ortolano, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metrological+characterization+of+consumer-grade+equipment+for+wearable+brain-computer+interfaces+and+extended+reality.">Metrological characterization of consumer-grade equipment for wearable brain-computer interfaces and extended reality.</a> IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 71, 1-9 (2021).</li><li>Wolpaw, J. R., Birbaumer, N., McFarland, D. J., Pfurtscheller, G., Vaughan, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-computer+interfaces+for+communication+and+control.">Brain-computer interfaces for communication and control.</a> Clinical Neurophysiology. 113 (6), 767-791 (2002).</li><li>Duszyk, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+an+optimization+of+stimulus+parameters+for+brain-computer+interfaces+based+on+steady+state+visual+evoked+potentials.">Towards an optimization of stimulus parameters for brain-computer interfaces based on steady state visual evoked potentials.</a> PLoS One. 9 (11), 112099 (2014).</li><li>Prasad, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SSVEP+signal+detection+for+BCI+application.">SSVEP signal detection for BCI application.</a> IEEE 7th International Advance Computing Conference (IACC). , 590-595 (2017).</li><li>Xing, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high-speed+SSVEP-based+BCI+using+dry+EEG+electrodes).">A high-speed SSVEP-based BCI using dry EEG electrodes).</a> Scientific Reports. 8, 14708 (2018).</li><li>Luo, A., Sullivan, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+user-friendly+SSVEP-based+brain-computer+interface+using+a+time-domain+classifier.">A user-friendly SSVEP-based brain-computer interface using a time-domain classifier.</a> Journal of Neural Engineering. 7 (2), 026010 (2010).</li></ol>

Systemets korrekte funktion involverer to afgørende aspekter: SSVEP-udløsning og signaloptagelse. Bortset fra de specifikke enheder, der er valgt til den aktuelle undersøgelse, kan SSVEP fremkaldes med forskellige enheder, der giver et flimrende lys, selvom smarte briller foretrækkes for at sikre bærbarhed og bærbarhed. Tilsvarende kunne yderligere kommercielle elektroencefalografer overvejes, men de skulle være bærbare, bærbare og involvere et minimum antal tørre elektroder for at være brugervenlige. Desuden ...

En hjerne-computer interface (BCI) er et system, der tillader kommunikation med og / eller kontrol af enheder uden naturlige neurale veje1. BCI-teknologi er det tætteste, menneskeheden har på at kontrollere objekter med sindets kraft. Fra et teknisk synspunkt fungerer systemoperationen ved at måle induceret eller fremkaldt hjerneaktivitet, som enten ufrivilligt eller frivilligt kan genereres fra emnet2. Historisk set fokuserede forskningen på at hjælpe mennesker med motoriske handicap gennem BCI3, men et stigende antal virksomheder tilbyder i dag BCI-baseret instrumentering til spil4, robotteknologi5, industri6 og andre applikationer, der involverer interaktion mellem menneske og maskine. Især BCI'er kan spille en rolle i den fjerde industrielle revolution, nemlig industri 4.07, hvor cyber-fysiske produktionssystemer ændrer interaktionen mellem mennesker og det omgivende miljø8. Generelt identificerede det europæiske projekt BNCI Horizon 2020 anvendelsesscenarier såsom udskiftning, genoprettelse, forbedring, forbedring eller supplering af tabte naturlige funktioner i centralnervesystemet samt brugen af BCI til at undersøge hjernen9.
Inden for denne ramme betyder de seneste teknologiske fremskridt, at hjerne-computer-grænseflader kan anvendes til brug i dagligdagen10,11. For at nå dette mål er det første krav ikke-invasivitet, hvilket er vigtigt for at undgå risikoen for kirurgisk indgreb og øge brugernes accept. Det er dog værd at bemærke, at valget af ikke-invasiv neuroimaging påvirker kvaliteten af målte hjernesignaler, og BCI-designet skal derefter håndtere de tilhørende faldgruber12. Derudover kræves bærbarhed og bærbarhed. Disse krav er i overensstemmelse med behovet for et brugervenligt system, men indebærer også visse begrænsninger. Samlet set løses de nævnte hardwarebegrænsninger ved brug af et elektroencefalografisk (EEG) system med gelfrie elektroder6. Et sådant EEG-baseret BCI ville også være billigt. I mellemtiden, hvad angår softwaren, ville minimal brugeruddannelse (eller ideelt set ingen træning) være ønsket; Det ville nemlig være bedst at undgå lange perioder til indstilling af behandlingsalgoritmen, før brugeren kan bruge systemet. Dette aspekt er kritisk i BCI'er på grund af inter-subjekt og intra-subjekt ikke-stationaritet13,14.
Tidligere litteratur har vist, at detektion af fremkaldte hjernepotentialer er robust med hensyn til ikke-stationaritet og støj i signaloptagelse. Med andre ord kaldes BCI'er, der er afhængige af påvisning af fremkaldt potentiale, reaktive og er de bedst ydende BCI'er med hensyn til hjernemønstergenkendelse15. Ikke desto mindre kræver de sensorisk stimulering, hvilket sandsynligvis er den største ulempe ved sådanne grænseflader. Målet med den foreslåede metode er således at opbygge en meget bærbar og bærbar BCI, der er afhængig af bærbar, hyldeinstrumentering. De sensoriske stimuli her består af flimrende lys, genereret af smarte briller, der er i stand til at fremkalde steady-state visuelt fremkaldte potentialer (SSVEP'er). Tidligere værker har allerede overvejet at integrere BCI med virtual reality enten alene eller i forbindelse med augmented reality16. For eksempel blev et BCI-AR-system foreslået til styring af en quadcopter med SSVEP17. Virtual reality, augmented reality og andre paradigmer omtales med udtrykket udvidet virkelighed. I et sådant scenarie overholder valget af smarte briller kravene til bærbarhed og bærbarhed, og smarte briller kan integreres med en minimal EEG-anskaffelsesopsætning. Dette papir viser, at SSVEP-baseret BCI også kræver minimal træning, samtidig med at der opnås acceptabel klassificeringsydelse for kommunikations- og kontrolapplikationer med lav og mellemhastighed. Derfor anvendes teknikken til BCI til dagligdags applikationer, og den ser ud til at være særligt velegnet til industri og sundhedspleje.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Conductive rubber with Ag/AgCl coating&#160;</td>
			<td>ab medica s.p.a.</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Alternative electrodes &#8211; type 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Earclip electrode</td>
			<td>OpenBCI</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Ear clip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG-AE</td>
			<td>Olimex</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Active electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG-PE</td>
			<td>Olimex</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Passive electrode</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG-SMT</td>
			<td>Olimex</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Low-cost electroencephalograph</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Moverio BT-200</td>
			<td>Epson</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Smart glasses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Snap electrodes</td>
			<td>OpenBCI</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Alternative electrodes &#8211; type 1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a single-channel and non-invasive wearable brain-computer interface for industry and healthcare

Dette arbejde fokuserer på, hvordan man opbygger en bærbar hjerne-computer-grænseflade (BCI). BCI'er er et nyt middel til interaktion mellem mennesker og computere, der er afhængige af direkte målinger af hjernesignaler for at hjælpe både handicappede og dem, der er rørige. Anvendelseseksempler omfatter robotstyring, industriel inspektion og neurorehabilitering. Især har nylige undersøgelser vist, at steady-state visuelt fremkaldte potentialer (SSVEP'er) er særligt velegnede til kommunikations- og kontrolapplikationer, og der gøres i øjeblikket en indsats for at bringe BCI-teknologi ind i dagligdagen. For at nå dette mål skal det endelige system stole på bærbar, bærbar og billig instrumentering. Ved udnyttelse af SSVEP'er kræves en flimrende visuel stimulus med faste frekvenser. Ved at overveje begrænsninger i det daglige liv blev muligheden for at give visuelle stimuli ved hjælp af smarte briller undersøgt i denne undersøgelse. For at detektere de fremkaldte potentialer blev det desuden overvejet en kommerciel enhed til elektroencefalografi (EEG). Dette består af en enkelt differentiel kanal med tørre elektroder (ingen ledende gel), hvilket opnår den største slidstyrke og bærbarhed. I en sådan BCI kan brugeren interagere med de smarte briller ved blot at stirre på ikoner, der vises på displayet. På dette enkle princip blev en brugervenlig, billig BCI bygget ved at integrere extended reality (XR) briller med en kommercielt tilgængelig EEG-enhed. Funktionaliteten af denne bærbare XR-BCI blev undersøgt med en eksperimentel kampagne, der involverede 20 forsøgspersoner. Klassificeringsnøjagtigheden var mellem 80% -95% i gennemsnit afhængigt af stimuleringstiden. På baggrund af disse resultater kan systemet bruges som en menneske-maskine-grænseflade til industriel inspektion, men også til rehabilitering i ADHD og autisme.

En mulig implementering af det ovenfor beskrevne system er vist i figur 1; Denne implementering giver brugeren mulighed for at navigere i augmented reality gennem hjerneaktivitet. De flimrende ikoner på smartbrilledisplayet svarer til handlinger for applikationen (figur 1A), og disse briller repræsenterer således en erstatning for en traditionel grænseflade baseret på knaptryk eller en touchpad. Effektiviteten af en sådan ...

Watch this Scientific Journal Video about A Single-Channel and Non-Invasive Wearable Brain-Computer Interface for Industry and Healthcare at JoVE.com

A Single-Channel and Non-Invasive Wearable Brain-Computer Interface for Industry and Healthcare

Dette papir diskuterer, hvordan man opbygger en hjerne-computer-grænseflade ved at stole på forbrugerudstyr og steady-state visuelt fremkaldte potentialer. Til dette formål blev en enkeltkanals elektroencefalograf, der udnytter tørre elektroder, integreret med augmented reality-briller til stimulipræsentation og outputdatavisualisering. Det endelige system var ikke-invasivt, bærbart og bærbart.

En enkeltkanals og ikke-invasiv bærbar hjerne-computer-grænseflade til industri og sundhedspleje

The present work focuses on how to build a wearable brain-computer interface (BCI). BCIs are a novel means of human-computer interaction that relies on ...

Forslaget til dette arbejde bidrager til udviklingen af billige, bærbare og bærbare hjerne-computer-grænseflader ved at udnytte forbrugerudstyr, ligetil signalbehandling og udvidet virkelighed. Denne teknik sigter mod at bringe hjerne-computer-grænsefladeteknologi tættere på dagligdagen og åbne nye muligheder for mange brugere i både industrielle og sundhedsmæssige applikationer. Forslagssystemet er også blevet anvendt i robotbaseret rehabilitering til børn med opmærksomhedsunderskud / hyperaktivitetsforstyrrelse eller til autisme.Resultaterne var opmuntrende. Til at begynde med skal du bære de smarte briller og hovedbåndet og tilslutte den billige elektroencefalograf til en pc via et USB-kabel, mens pc'en er afbrudt fra hovedstrømforsyningen. På dette trin skal alle elektroder afbrydes fra elektroencefalografens erhvervelseskort for at starte fra en kendt tilstand.I denne fase behandles EEG-strømmen offline på pc'en med et script, der er kompatibelt med den behandling, der er implementeret i Android-applikationen. Start scriptet for at modtage EEG-signalerne og visualiser dem. Kontroller det viste signal.Dette må kun svare til kvantiseringsstøjen fra EEG-forstærkeren. Tilslut den første elektrode, og påfør den passive elektrode på venstre øre med en brugerdefineret klips, eller brug en øreclipselektrode. Udgangssignalet skal forblive uændret på dette trin, fordi måledifferenskanalen stadig er et åbent kredsløb.Tilslut en aktiv elektrode til den negative terminal på differentiel indgang i måle-EEG-kanalen, og påfør den på frontområdet med et hovedbånd. Efter et par sekunder skal signalet vende tilbage til nul. Tilslut den anden aktive elektrode til den positive terminal på differentiel indgang til måle-EEG-kanalen, og påfør den på det occipitale område med hovedbåndet.Der vises nu et hjernesignal, der svarer til den visuelle aktivitet målt i forhold til det frontale hjerneområde og det occipitale område. Stimuler brugeren gentagne gange med 10 hertz og 12 hertz flimrende ikoner ved at starte det flimrende ikon i Android-applikationen. Tryk på touchpad'en på smartbrillerne, mens du også starter EEG-erhvervelses- og visualiseringsscriptet.Sørg for, at hver stimulering i denne fase består af et enkelt ikon, der flimrer i 10 sekunder. Fra de ti sekunders signaler, der er forbundet med hver stimulering, udtrækkes to funktioner ved hjælp af den hurtige Fourier-transformation, effektspektraldensiteten ved 10 hertz og 12 hertz. Alternativt kan du også overveje anden harmonik.Brug en repræsentation af de erhvervede signaler i funktionsdomænet til at træne en supportvektormaskinklassifikator. Brug et værktøj i MATLAB eller Python til at identificere parametrene for et hyperplan med en eventuel kerne. Baseret på inputfunktionerne vil den trænede model være i stand til at klassificere fremtidige observationer af EEG-signaler.Tag USB-kablet ud af pc'en, og tilslut det direkte til smartbrillerne. Indsæt parametrene for den uddannede klassifikator i Android-applikationen. Systemet er nu klar.Den billige elektroencefalograf blev karakteriseret med hensyn til linearitet og størrelsesfejl. Resultaterne vises her. Flimmeret af de smarte briller blev målt for at fremhæve de eventuelle afvigelser fra den nominelle kvadratbølgebane.Karakteriseringen af de kommercielle smarte briller med hensyn til amplitudespektret af de flimrende knapper er vist i denne figur. Flimrende ved 10 hertz og ved 12 hertz er vist her. Denne figur repræsenterer de signaler, der måles under visuel stimulering i funktionsdomænet.Signalerne forbundet med de 12 hertz flimrende stimuli præsenteres i blåt, mens signalerne forbundet med de 10 hertz flimrende stimuli præsenteres i rødt. For hvert emne sammenlignes resultaterne forbundet med en ti sekunders stimulering med dem, der er forbundet med en to sekunders stimulering. Den nøjagtighed, der opnås ved at betragte alle emnerne samlet, samt den gennemsnitlige nøjagtighed blandt alle emnerne rapporteres her.Sammenligningen af klassificeringspræstationen, når to PSD-funktioner overvejes, versus fire PSD-funktioner for de SSVEP-relaterede EEG-data, vises her. I betragtning af de gode metrologiske egenskaber ved forbrugerkvalitetsudstyret skal man være mest opmærksom på måleelektrodernes mekaniske stabilitet, fordi de ikke anvender ledende geler. Denne procedure viste sig at fungere for SSVEP-signaler, som er relativt robust støj, men man kan undersøge brugen af lignende instrumentering i yderligere paradigmer såsom motorbilleder.Takket være slidstyrken, bærbarheden og brugervenligheden undersøges denne teknik nu som en supplerende enhed til rehabilitering eller som et nyt værktøj til industrielle scenarier.

Research

JoVE Journal

Engineering

Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

Styring af størrelse, form og stabilitet af supramolekylære polymerer i vand

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Detektion og Inddrivelse af Palladium, Guld og kobolt Metaller fra Urban Mine Brug Nye sensorer / Adsorbenter Udpegede med Nanoscale Wagon-hjul-formede porer

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Quantification of Hydrogen Concentrations in Surface and Interface Layers and Bulk Materials through Depth Profiling with Nuclear Reaction Analysis

Kvantificering af Hydrogen Koncentrationer i Surface og Interface-Lag og Bulk Materials gennem Dybde Profilering med kernereaktion Analysis

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and ...

Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface

Hand Kontrolleret Manipulation af enkelte molekyler via en Scanning Probe mikroskop med en 3D Virtual Reality-grænseflade

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building ...

Gain-compensation Methodology for a Sinusoidal Scan of a Galvanometer Mirror in Proportional-Integral-Differential Control Using Pre-emphasis Techniques

Gain-kompensation Metode til en sinusformet scanning af en galvanometerspejl i Proportional-Integral-Differential Kontrol Brug forbetoning Teknikker

Galvanometer mirrors are used for optical applications such as target tracking, drawing, and scanning control because of their high speed and accuracy. ...

O-cresol Concentration Online Measurement Based On Near Infrared Spectroscopy Via Partial Least Square Regression

O-cresol koncentration online måling baseret på nær infrarød spektroskopi via delvis mindst kvadratisk regression

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the ...

Evaluating Usability Aspects of a Mixed Reality Solution for Immersive Analytics in Industry 4.0 Scenarios

Evaluering af brugervenlighedsaspekter af en mixed reality-løsning til fordybende analyse i Industry 4.0-scenarier

In medicine or industry, the analysis of high-dimensional data sets is increasingly required. However, available technical solutions are often complex to ...

A Multi-Cue Bioreactor to Evaluate the Inflammatory and Regenerative Capacity of Biomaterials under Flow and Stretch

En Multi-Cue Bioreactor til at evaluere inflammatoriske og regenerative kapacitet Biomaterialer under Flow og Stretch

The use of resorbable biomaterials to induce regeneration directly in the body is an attractive strategy from a translational perspective. Such materials ...

Elaborate Control of Inkjet Printer for Fabrication of Chip-based Supercapacitors

Udførlig kontrol af inkjetprinter til fremstilling af chipbaserede superkondensatorer

There are tremendous efforts in various fields to apply the inkjet printing method for the fabrication of wearable devices, displays, and energy storage ...

Evaluating the Electrochemical Properties of Supercapacitors using the Three-Electrode System

Evaluering af superkondensatorers elektrokemiske egenskaber ved hjælp af tre-elektrodesystemet

The three-electrode system is a basic and general analytical platform for investigating the electrochemical performance and characteristics of energy ...