استفاده از سيگنال مغز براي حركت صندلي چرخدار

به گزارش روز شنبه گروه علمي ايرنا از دانشگاه صنعتي اميركبير، مجري طرح اين تحقيق گفت: با توجه به تعداد بالاي مددجويان حركتي در كشور و ناتواني آنها در انجام امور روزمره و مشكلات زيادي از جمله گوشه گيري، انجام تحقيقاتي در راستاي كمك به آنها ضروري است.
محمدرضا عدالتي شعرباف از اجراي پروژه‌اي در اين زمينه با عنوان «بكارگيري سيگنال‌هاي EEG تصور حركتي براي توليد فرمان‌هاي لازم براي كنترل صندلي چرخ‌دار» خبر داد و اظهار كرد: هدف از اين پروژه كمك به مددجوياني است كه توانايي حركت هيچ يك از اندام هاي خود را ندارند و تنها به كمك قدرت تفكر و تصور خود به همراه رايانه و ايجاد رابط مغز و رايانه
(BCI) مي توانند كارهاي ساده را انجام دهند.
وي با اشاره به جزئيات اجراي اين پروژه، توضيح داد: اين طرح به دو قسمت كلي پردازش سيگنال و پياده سازي بر روي صندلي چرخ‌دار تقسيم مي‌شود.
عدالتي بخش پردازش سيگنال اين طرح را شامل چند بخش متفاوت دانست كه بيشتر نوآوري‌هاي پروژه نيز در اين قسمت رخ داده است و ادامه داد: در اين پروژه از دادگاني كه شامل تصور حركت دست چپ، دست راست، پاها و زبان است، استفاده شده و تمام بخش‌هاي پردازش سيگنال و تشخيص نوع تصور حركت و پياده سازي آن روي صندلي چرخدار كامل انجام گرفته است.
وي تاكيد كرد: تنها بخش ثبت سيگنال در اين پروژه انجام نشد ولي روند آن به گونه اي است كه قابليت اجراي بر خط و واقعي را دارد. در واقع فرد مددجو با نشستن روي صندلي چرخدار و انجام 4 تصور بيان شده، قابليت كنترل صندلي چرخدار را در چهار مسير حركت به چپ، حركت به راست، حركت به جلو و ايست را دارد كه به ترتيب مربوط به تصورهاي حركت دست چپ، دست راست، پا و زبان است.
مجري طرح با بيان اينكه در پروژه حاضر و بر روي سيگنال هاي مغزي ناشي از تصور حركتي كارهاي زيادي انجام گرفته كه مهمترين نقص آن دقت پايين تشخيص تصور حركت است، افزود: در اين پروژه سعي شد با تغيير و تكميل روش هاي بكار گرفته شده در گذشته و ارائه روش هاي جديد، براي بهبود دقت تشخيص تصور حركت اقدام شود و نسبت به گذشته نيز موفقيت هايي حاصل شد.
وي اصلي ترين مشكل و پيچيدگي موجود در اين پروژه را بخش پردازش سيگنال عنوان كرد و گفت: بايد از سيگنال هاي مغزي ويژگيهايي استخراج مي‎شد كه بتواند چهار تصور حركت را از يكديگر تفكيك كند. به عبارتي ويژگي هاي استخراج شده علاوه بر اينكه بايد قدرت تفكيك بالايي بين تصورهاي حركت داشته باشند، سرعت استخراج آنها نيز بايد بالا باشد؛ زيرا سيستم بايد به صورت برخط عمل كرده و تأخير كمي داشته باشد.
وي امكان انحراف صندلي چرخ‌دار در اثر تشخيص اشتباه تصور در بين يك سري تصور ديگر را از ديگر مشكلات اين طرح عنوان و خاطر نشان كرد: به طور مثال هنگامي كه فرد تصور حركت پا را داشته و صندلي چرخدار به جلو حركت ميكند، اگر سيستم بين تصورهاي حركت پا به اشتباه يك مورد تصور حركت دست راست تشخيص دهد، صندلي چرخدار منحرف خواهد شد.
عدالتي با تاكيد بر اينكه در اين پروژه با ارائه راهكارهايي اين مشكل نيز برطرف شده است، اظهار كرد: با توجه به نتايج به دست آمده در اين پروژه كه دقت مناسبي را براي تشخيص تصورهاي حركت نشان مي دهد، از آن در پزشكي و براي كمك به مددجويان در كنترل وسايل مختلف از جمله كنترل صندلي چرخدار (كه در اين پروژه پياده سازي شد) و رايانه قابل استفاده است. همچنين از آن مي توان براي طراحي بازي هاي كامپيوتري و افزايش تمركز نيز استفاده كرد.
مجري طرح اين پروژه به بيان مزاياي سيستم طراحي شده پرداخت و اظهار كرد: اين سيستم بسيار ساده و سريع است و در كاربردهاي عملي با روش هاي بكار گرفته شده دقت سيستم بالا رفته است و علاوه بر كنترل صندلي چرخدار، كاربردهاي بسيار گسترده اي دارد.
عدالتي با بيان اينكه نمونه هايي از صندلي چرخدار موجود در اين پروژه در خارج وجود دارد، اضافه كرد: در اين صندلي‌ها از تصورهاي حركتي و غيرحركتي براي كنترل صندلي چرخدار استفاده شده ‌است و تمايز آن با سيستم طراحي شده در اين پروژه مربوط به بحث هاي تخصصي پردازش سيگنال و كنترل صندلي چرخدار بوده كه سبب افزايش دقت و كارآمدگي سيستم شده است
وي استفاده از روش‌هاي جديد استخراج ويژگي و نوآوري در آن، طراحي سيستم طبقه بندي جديد، بهبود عملكرد سيستم در پياده سازي بر روي صندلي چرخ‌دار را از مزيتهاي رقابتي اين طرح نام برد و گفت: با توجه به اينكه صندلي چرخدار و دو موتور DC بر روي آن از قبل در آزمايشگاه كنترل سيستم هاي بيولوژيكي دانشكده مهندسي پزشكي دانشگاه صنعتي اميركبير موجود بوده و همچنين از دادگان آماده كه باعث عدم نياز به دستگاه ثبت سيگنال مغز ميشد، استفاده شد، سبب كاهش هزينه هاي اين پروژه شده و تنها حدود 200 هزار تومان هزينه قطعات مربوط به كنترل صندلي چرخدار شد.
محقق دانشگاه صنعتي اميركبير با اشاره به كاربردهاي اين سيستم يادآر شد: از اين پروژه براي كمك به مددجويان حركتي و بهبود عملكرد آنها در زندگي روزمره استفاده كرد كه صندلي چرخدار نمونه اي از آن بود. همچنين طراحي بازي و سرگرمي براي افزايش تمركز نيز از جمله كاربردهاي اين سيستم ميتواند باشد.
اين طرح توسط محمدرضا عدالتي شعرباف دانش آموخته دانشگاه صنعتي اميركبير و به راهنمايي دكتر علي فلاح و مشاوره دكتر سعيد رشيدي در دانشگاه صنعتي اميركبير اجرايي شده است.
علمي**9157**1440
تنظيم: منصوره شوشتري* انتشار:گلشن
براي اطلاع از اخبار متنوع علمي و فناوري، با كانال علمي ايرنا در تلگرام همراه شويد:
irnaelm@
https://telegram.me