Σύγχρονες τεχνικές στις διεπαφές ανθρώπινου εγκεφάλου - υπολογιστή

• Κύριος συγγραφέας: Τσιλιγκιρίδης, Βασίλειος
• Άλλοι συγγραφείς: Στουραΐτης, Θάνος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2011
• Θέματα: Διεπαφή ανθρώπινου εγκεφάλου - υπολογιστή; Κυματίδια Morlet; Απλός ταξινομητής Bayes; Μηχανές διανυσμάτων υποστήριξης; Brain - computer interface; Morlet wavelets; Naive Bayes classifier; Support vector machines (SVMs); 573.860 113

Τα συστήματα διεπαφών ανθρώπινου εγκεφάλου-υπολογιστή (BCIs: Brain-Computer Interfaces) απαιτούν την πραγματικού χρόνου, αποτελεσματική επεξεργασία των μετρήσεων των ηλεκτροεγκεφαλογραφικών (ΗΕΓ) σημάτων του χρήστη τους, προκειμένου να μεταφράσουν τις νοητικές διεργασίες/προθέσεις του σε σήματα ελέγχου εξωτερικών διατάξεων ή συστημάτων. Στο πλαίσιο της εργασίας αυτής μελετήθηκε το θεωρητικό υπόβαθρο του προβλήματος και αναλύθηκαν συνοπτικά οι κυριότερες τεχνικές που χρησιμοποιούνται σήμερα. Επιπρόσθετα, παρουσιάστηκε μία μέθοδος ταξινόμησης των νοητικών προθέσεων της αριστερής και δεξιάς κίνησης των χεριών ενός χρήστη η οποία εφαρμόστηκε σε πραγματικά ιατρικά δεδομένα. Η εξαγωγή των χαρακτηριστικών που διαφοροποιούνται μεταξύ των δύο καταστάσεων βασίστηκε σε πληροφορίες του πεδίου χρόνου-συχνότητας, οι οποίες αντλούνται με το φιλτράρισμα των ακατέργαστων ΗΕΓ δεδομένων και με τη βοήθεια των αιτιατών κυματιδίων Morlet, ενώ για την επακόλουθη ταξινόμηση των χαρακτηριστικών αναπτύχθηκαν και συγκρίθηκαν δύο αξιόπιστες μέθοδοι. Η πρώτη αφορά στη δημιουργία πιθανοθεωρητικών προτύπων κανονικής κατανομής για κάθε κατηγορία πρόθεσης κίνησης, με την τελική απόφαση ταξινόμησης να λαμβάνεται με εφαρμογή του απλού ταξινομητή του Bayes, ενώ η δεύτερη δημιουργεί ένα πρότυπο ταξινόμησης με βάση το θεωρητικό πλαίσιο των Μηχανών Διανυσμάτων Υποστήριξης (SVM). Στόχος του προβλήματος της δυαδικής ταξινόμησης είναι να αποφασίζεται σε ποια από τις δύο κατηγορίες ανήκει μία δεδομένη νοητική πρόθεση όσο το δυνατόν ταχύτερα και αξιόπιστα, έτσι ώστε ο σχεδιαζόμενος αλγόριθμος να εξυπηρετήσει ένα πλαίσιο ανατροφοδότησης της τελικής απόφασης στο χρήστη σε συνθήκες πραγματικού χρόνου.