سیستمهای واسط مغز-رایانه
فاطمه قمی؛ امین مهنام؛ محمدرضا یزدچی
دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 97-109
چکیده
در چند دههی اخیر، رابط مغز-رایانهی مبتنی بر تصور حرکت به صورت گسترده برای کمک به افراد مبتلا به اختلال حرکتی، مورد توجه قرار گرفته است. مزیت این نوع رابط، به عنوان سیستمی درونزاد، عدم نیازبه تحریک خارجی و کنترل طبیعی میباشد. یکی از مشکلات اصلی در کاربردیکردن این سیستم، نیاز به نصب تعداد زیادی الکترود روی سر است که سبب ...
بیشتر
در چند دههی اخیر، رابط مغز-رایانهی مبتنی بر تصور حرکت به صورت گسترده برای کمک به افراد مبتلا به اختلال حرکتی، مورد توجه قرار گرفته است. مزیت این نوع رابط، به عنوان سیستمی درونزاد، عدم نیازبه تحریک خارجی و کنترل طبیعی میباشد. یکی از مشکلات اصلی در کاربردیکردن این سیستم، نیاز به نصب تعداد زیادی الکترود روی سر است که سبب افزایش هزینهی تجهیزات، افزایش حجم محاسبات و همچنین دشوارتر شدن استفاده از آن برای کاربر، به دلیل زمانبر بودن نصب الکترودها، میشود. تحقیقات اخیر، در جهت کاهش تعداد الکترودهای مورد نیاز با حفظ کارایی سیستم بوده است. هدف از این پژوهش، بررسی ویژگیها و انتخاب ترکیبی مناسب برای تشخیص تصور حرکت با استفاده از تنها دو کانال (C3و C4) برای ثبت سیگنال مغز بوده است. به این منظور، از روش توان باند، پارامترهای حوزهی زمان و مدل خودبازگشتی تطبیقی، به عنوان ویژگی و از روش شناخته شده و سادهی آنالیز افتراقی خطی جهت طبقهبندی استفاده شد. نتایج نشان داد که ویژگیهایتوان باند، بیشترین سازگاری و اثربخشی را برای تفکیک دقیق وظایفتصور حرکتی چپ و راست دارند. همچنین، الگوریتم پیشنهادی به صورت ترکیب ویژگی توان باندبا پارامترهای حوزهی زمان ومدل خودبازگشتی تطبیقی، سبب بهبود عملکرد طبقهبندی گردید. نتایج روی دادههای سومین دورهی مسابقات رابط مغز-رایانه توانست جایگاه دوم را بین رقابتکنندگان اصلی مسابقه، با بیشینهی STMIبرابر 2582/0 به دست آورد. در پردازش نابرخط، وظایفتصور حرکتی دستچپ و راست با صحت متوسط برابر با 85 درصد و کاپای 70 درصد تشخیص داده شد، همچنین نتایج بیانگر انتقال اطلاعات خروجی گسستهی 39/0 و پیوستهی 45/0 و سطح زیرمنحنی عملیاتی دریافتکنندهی 91/0 بود. نتایج این مقاله نشان میدهد که ویژگیهای جدید، به طور برجسته در هنگام استفاده از ترکیب هر سه دستهی ویژگی، به بهبود عملکرد طبقهبندی سیستم واسط مغز-رایانهی دو کاناله منجر میشود و در ضمن، الگوریتم پیشنهادی برای افراد جدید نیز کارایی قابل مقایسهای را ارائه کرده است.
برهمکنش انسان و رایانه
محسن کشتکار؛ امین مهنام؛ پگاه پولادیان
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، ، صفحه 279-290
چکیده
پتانسیل برانگیختة بینایی حالت دائمی (SSVEP)، بهصورت گسترده در پیادهسازی واسطهای مغز-رایانه استفاده شده است، با اینحال، دستیابی به محرکهای بینایی که پاسخ SSVEP مناسبی را ایجاد کنند و درعینحال به کمترین خستگی چشم منجر شوند، یک چالش تحقیقاتی بهروز است. در این مطالعه، شکل موجهای سینوسی، مربعی، دندانارهای، جمع دو سینوسی، ...
بیشتر
پتانسیل برانگیختة بینایی حالت دائمی (SSVEP)، بهصورت گسترده در پیادهسازی واسطهای مغز-رایانه استفاده شده است، با اینحال، دستیابی به محرکهای بینایی که پاسخ SSVEP مناسبی را ایجاد کنند و درعینحال به کمترین خستگی چشم منجر شوند، یک چالش تحقیقاتی بهروز است. در این مطالعه، شکل موجهای سینوسی، مربعی، دندانارهای، جمع دو سینوسی، و مدولاسیون فرکانس، با استفاده از یک سختافزار اختصاصی توسط LED و شکلهای دایره، حلقه و دو مستطیل چشمکزن با فاز مخالف، با استفاده از نرمافزار Cogent روی صفحه LCD تولید شدند. با آزمایش روی 12 نفر، قدرت پاسخ و همچنین سطح خستگی چشم در نگاه کردن به محرکها، مقایسه شدند. نتایج آزمایشها با محرکهای تولیدشده توسط LED، نشان داد که قدرت پاسخ برای محرک بهصورت جمع دو سینوسی، بهطور معناداری کمتر از سایر محرکها بود و پاسخ سایر محرکها، تفاوت معناداری نداشتند. دراین بین، تحریک با مدولاسیون فرکانس، کمترین سطح خستگی چشم را به دنبال داشت؛ بنابراین، اگر هر دو معیار سطح خستگی و قدرت پاسخ برای مقایسه درنظرگرفته شوند، تحریک با استفاده از مدولاسیون فرکانس با قدرت پاسخ (2 pV)4/17 و میانگین امتیاز سطح خستگی 58/1، بهترین نتیجه را به دنبال داشت. نتایج آزمایشها با محرکهای تولیدشده روی LCD، نشان داد تحریک به شکل دایره، حلقه و مستطیل، بهترتیب بیشترین قدرت پاسخ را داشتهاند؛ اما هر سه تحریک، در سطح خستگی آزاردهنده برای چشم بودند. اگرچه محرک دایرهای شکل (با قدرت پاسخ 2 pV7/26 و میانگین امتیاز سطح خستگی 8/3)، دامنة پاسخ بالایی داشته است؛ اما پیشنهاد نمیشود که از محرکهای گرافیکی و دایرهایشکل برای توسعة واسطهای مغز-رایانه استفاده شود؛ چون مؤلفة سطح خستگی پایین را تأمین نمیکند. درمجموع، پیشنهاد میشود در توسعة واسطهای مغز-رایانه مبتنیبر SSVEP، از شکل موجهای مدولهشده توسط مدولاسیون فرکانس استفاده شود، تا ضمن بهره بردن از دامنة پاسخ مناسب، خستگی چشم کاربر در سطح پایینی نگه داشته شود.
پردازش سیگنالهای حیاتی
محمدعلی منوچهری؛ وحید ابوطالبی؛ امین مهنام
دوره 9، شماره 2 ، مرداد 1394، ، صفحه 205-214
چکیده
سیستمهای BCI مبتنیبر SSVEP بهدلیل مزایایی چون سرعت انتقال اطلاعات بالا، نسبت بالای سیگنال به نویز و راحتی کاربران در استفاده از آنها، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کردهاند. هدف پردازشی در این سیستمها، شناسایی فرکانس ظاهرشده در سیگنال EEG کاربر است. از میان روشهای پردازشی مختلفی که برای شناسایی فرکانس در سیستمهای ...
بیشتر
سیستمهای BCI مبتنیبر SSVEP بهدلیل مزایایی چون سرعت انتقال اطلاعات بالا، نسبت بالای سیگنال به نویز و راحتی کاربران در استفاده از آنها، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کردهاند. هدف پردازشی در این سیستمها، شناسایی فرکانس ظاهرشده در سیگنال EEG کاربر است. از میان روشهای پردازشی مختلفی که برای شناسایی فرکانس در سیستمهای BCI مبتنیبر SSVEP استفاده میشوند، روش LASSO با استقبال فراوانی همراه بودهاست. باوجود عملکرد قابلقبول روش LASSO در سیستمهای BCI مبتنیبر SSVEP، این روش در هنگام ساخت سیگنال مرجع، اختلاف فاز احتمالی بین سیگنال مرجع و سیگنال EEG ثبتشده را درنظر نمیگیرد. در این مقاله، ایدة اصلاح فاز سیگنال مرجع با توجه به سیگنال EEG ثبتشده بررسی شده و روش پیشنهادی با عنوان LASSO با فاز تصحیحشده مطرحشده است. در این مطالعه، ابتدا کانال مناسب برای شناسایی فرکانس در سیستمهای BCI مبتنیبر SSVEP انتخاب شد و در ادامه، مقایسهای بین روش LASSO استاندارد و روش پیشنهادی LASSO با فاز تصحیحشده انجام شد. نتایج این مقاله نشان میدهد که اصلاح فاز سیگنال مرجع در روش پیشنهادی LASSO با فاز تصحیحشده، به بهبود نتایج شناسایی فرکانس نسبت به روش LASSO استاندارد منجر میشود.
مهندسی عصبی عضلانی
امین مهنام؛ سید محمد فیروزآبادی؛ سید محمدرضا هاشمی گلپایگانی
دوره -1، شماره 1 ، آبان 1383، ، صفحه 65-76
چکیده
در سال های اخیر، تحقیقات بسیاری در زمینه تحریک الکتریکی سلول های عصبی انجام شده است تا به طریقی قابلیت "انتخاب" سلول های هدف توسط تحریک افزایش یابد. از جمله روش های پیشنهادی برای تحریک انتخابی فیبرهای دور از الکترود و همچنین فیبرهای باریک، استفاده از شکل موج های خاص از جمله شکل موج شامل پیش پالس مستطیلی کاتدی است. در مقاله ...
بیشتر
در سال های اخیر، تحقیقات بسیاری در زمینه تحریک الکتریکی سلول های عصبی انجام شده است تا به طریقی قابلیت "انتخاب" سلول های هدف توسط تحریک افزایش یابد. از جمله روش های پیشنهادی برای تحریک انتخابی فیبرهای دور از الکترود و همچنین فیبرهای باریک، استفاده از شکل موج های خاص از جمله شکل موج شامل پیش پالس مستطیلی کاتدی است. در مقاله حاضر، ابتدا با استفاده از مدل غیر خطی فیبر عصبی و شبیه سازی تحریک الکتریکی آن، تاثیر پارامترهای مختلف پیش پالس های کاتدی بر قابلیت انتخاب فیبرهای مایلین دار مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه، تحریک با شکل موج جدیدی که شامل پیش پالس "شیب" است مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از این شبیه سازی ها نشان می دهند که با استفاده از پیش پالس "شیب"، فیبرهای عصبی مختلف در محدوده ای وسیع تر قابل انتخاب هستند. به این ترتیب در تحریک فیبرهای عصبی نخاع- اعصاب محیطی و یا اعصاب حواس ویژه می توان با استفاده از پیش پالس شیب به قابلیت انتخاب بهتری در تحریک سلول های عصبی هدف دست یافت.