Interfejs mózg–komputer w zadaniu sterowania robotem mobilnym

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_217/15

wyślij Magdalena Górska*, Mariusz Olszewski** * Polprox Sp. z o.o., ul. Bogatki 5, 02-837 Warszawa ** Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki, Instytut Automatyki i Robotyki

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W artykule przedstawiono nowoczesną metodę komunikacji między człowiekiem a maszyną, w której wykorzystane są potencjały mózgowe – interfejs mózg–komputer. Opisano rozwój i właściwości metod komunikowania ludzkiego mózgu z urządzeniami i maszynami. Zaprezentowano projekt interfejsu, jakiego użyto do sterowania ruchem robota mobilnego. Aplikacja wykorzystuje elektroencefalografię, rolę sensora pełni komercyjny kask z suchymi elektrodami, umożliwiający pomiar poziomu pobudzenia i relaksu.

Słowa kluczowe

elektroencefalografia, interfejs mózg–komputer, robot mobilny, sterowanie przy pomocy ludzkiego mózgu

Brain–computer interface in the task of mobile robot control

Abstract

The paper presents modern method of communication between human and a machine, using brain potentials – brain–computer interface. A development and properties of methods of human brain announcing with devices and machines were described. The project of interface used to control mobile robot was developed. Application was based on electroencephalography, dry headset enabling attention and relax level measuring was used as a sensor.

Keywords

brain–computer interface, control by the human brain, electroencephalography, mobile robot

Bibliografia

  1. Birbaumer N., Heetderks W., McFarland D., Peckham H., Schalk G., Donchin E., Quatrano L., Robinson C., Brain– Computer Interface technology: A review of the First International Meeting on Rehabilitation Engineering, “IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering”, Vol. 8, 2/2000, 164–173, DOI: 10.1109/TRE.2000.847807.
  2. Cegielska A., Olszewski M., Nieinwazyjny interfejs mózg–komputer dla zastosowań technicznych. Pomiary Automatyka Robotyka, R. 19, 3/2015, 5–14, DOI: 10.14313/PAR_217/5.
  3. Cegielska A., Opracowanie możliwych realizacji interfejsu mózg–komputer. Praca magisterska, Politechnika Warszawska, 2015.
  4. Lotte F., Congedo M., Lécuyer A., Lamarche F., Arnaldi B., A review of classification algorithms for EEG-based Brain–Computer Interfaces. Journal of Neural Engineering, Vol. 4, No. 2/2007, DOI: 10.1088/1741-2560/4/2/R01.
  5. Donchin E., Spencer K.M., and Wijesinghe R., The mental prothesis: accessing the speed of a P300-based Brain-Computer Interface. “IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering”, Vol. 8, No. 2/2000, 174–179.
  6. Devlaminick D., Wyns B., Boullart L., Santens P., Otte G., Brain–Computer Interfaces: from theory to practice. ESANN’2009 – Advances in Computational Intelligence and Learning, Bruges, 2009.
  7. Durka P. et al., Open projects for Brain-Computer Interfaces and signal analysis. Frontiers in Neuroinformatics. Conference Abstract: 2nd INCF Congress of Neuroinformatics, 2009.
  8. George L., Lecuyer A., An overview of research on „passive” brain–computer interfaces for implicit human – computer interraction. Campus Universitarie De Beaulieu, 2007.
  9. Górska M., Interfejs mózg–komputer w zadaniu sterowania robotem mobilnym. Praca magisterska, Politechnika Warszawska, 2015.
  10. Górska T., Majczyński H., Mechanizmy sterowania ruchami dowolnymi, [w:] praca zbiorowa Górska T., Grabowska A., Zagrodzka J. (red.), Mózg a zachowanie, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2000.
  11. Jacob R.J.K., Legget J.J., Myers B.A., Pausch R., Interaction styles and input/output devices, “Behaviour and Information Technology”, 12(2), 1993.
  12. Karvinen T., Karvinen K., Make a mind-controlled Arduino robot. O’Reilly Media, Sebastopol, 2011.
  13. Kołodziej M., Przetwarzanie, analiza i klasyfikacja sygnału EEG na użytek interfejsu mózg–komputer. Praca doktorska, Politechnika Warszawska, 2011.
  14. Kołodziej M. i in., Interfejs mózg–komputer. Raport Instytutu Elektrotechniki Teoretycznej i Systemów Informacyjno-Pomiarowych, Politechnika Warszawska, 2011.
  15. Kołodziej M. i in., Interfejs mózg–komputer: Wybrane problemy rejestracji i analizy sygnału EEG. Raport Instytutu Elektrotechniki Teoretycznej i Systemów Informacyjno-Pomiarowych, Politechnika Warszawska, 2011.
  16. Schalk G., McFarland D., Hinterberg T., Birbaumer N., Wolpaw J., BCI2000: A general purpose Brain–Computer Interface (BCI) system. IEEE Transactions on Medical Engineering, Vol. 51, 6/2004, 1034–1043.
  17. Schmidt A., Implicit human computer interaction through context. Personal and Ubiquitous Computing, Vol. 4, 2-3/2000, 191-199, DOI: 10.1007/BF01324126.
  18. Zander T.O., Kothe C., Welke S., Roetting M., Utilizing secondary input from passive Brain-Computer Interfaces for enhancing Human-Machine Interactions. Lecture Notes in Computer Science, Vol. 5638, 2009, 759–771, DOI: 10.1007/978-3-642-02812-0_86.
  19. [http://wearcam.org/ece516/mindset_communications_protocol.pdf] – MindSet Communications Protocol, 2010.