PiEEG je zařízení pro cenově dostupnou, ale přesnou čtečku mozkových biosignálů
Ildar Rakhmatulin , výzkumník z Imperial College ve Velké Británii, vyvinul zařízení , které promění Raspberry Pi v rozhraní mezi mozkem a počítačem.
Toto zařízení s názvem PiEEG je přídavný modul , který se připojuje k Raspberry Pi. Stejně jako jiná zařízení pro elektroencefalografii (EEG), elektromyografii (EMG) a elektrokardiografii (EKG) by i PiEEG dokázalo měřit elektrické signály mozku a navíc interpretovat přijatá data.
Podle Rakhmatulina tento projekt začal, protože si všiml rostoucího zájmu o neurovědu v průběhu let. Rakhmatulin zpočátku vynalezl malé přenosné rozhraní pro mozek a počítač. Podle popisu výzkumníka toto kompaktní EEG zařízení s kruhovým tvarem a poloměrem pouhých 25 mm umožňovalo pohodlné každodenní používání ve dne i v noci.
Data shromážděná zařízením byla odesílána na osobní server pomocí protokolu TCP/IP, což umožňovalo bezdrátový provoz a slušný rozsah pohybu pro uživatele. Tento první model měl také vestavěné funkce potlačení šumu pro zlepšení přesnosti záznamu s maximální vstupní hladinou šumu nižší než 0,35 μV.
Po fázi návrhu se celkové náklady na tento první model pohybovaly kolem 350 dolarů za 24 elektrod . Nedostatek čipů, ke kterému došlo mezi lety 2020 a 2021, však náklady na zařízení výrazně zvýšil. Vědce se nechtěl svého projektu vzdát, a tak se rozhodl vydat druhou verzi svého rozhraní mozek-počítač, tentokrát založenou na Raspberry Pi, která umožňovala bezdrátový provoz a slušný rozsah pohybu uživatele.
Volba Raspberry Pi byla učiněna proto, že podle Rakhmatulina je to nejoblíbenější jednodeskový počítač na trhu a nejjednodušší způsob, jak začít s prvními kroky v neurovědě. Výzkumník vysvětluje, že pro tuto druhou iteraci lze štít získat pomocí Raspberry Pi 3 nebo 4, které stojí méně než 100 dolarů. Proto je levný a snadno se udržuje.
V kombinaci s pluginem bude PiEEG stát mezi 250 a 350 $ s následujícími funkcemi:
- Kompatibilní s Raspberry Pi 3 nebo 4
- 8 kanálů pro připojení mokrých nebo suchých elektrod
- Přenos dat protokolem SPI s frekvencí 250 SPS až 16 kSPS a rozlišením 24 bitů na kanál
- Programovatelné zesílení signálu: 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- Schopnost měřit impedanci
- Poměr odmítnutí společného režimu CMRR: 120
- Vnitřní hluk: 0,4 μV
- Vnější hluk: 0,8 μV
- Poměr signálu k šumu (SNR): 130 dB
- LED pro indikaci napájení a indikaci připojení ADS1299
- 3 volné kolíky pro připojení externích objektů (zem a kanál Raspberry Pi)
- 33 GPIO pinů Raspberry Pi lze použít pro různé úkoly, jako je připojení externích zařízení.
- Snadné programování s dodávaným open source softwarem pro čtení a zpracování dat v Pythonu, C a C++
Pro zájemce o koupi byla nedávno spuštěna crowdfundingová kampaň . Čtyřkanálová verze PiEEG stojí 250 dolarů a osmikanálová verze 350 dolarů.
Rakhmatulin a jeho spolupracovníci také publikovali článek demonstrující jeho funkčnost: Byli schopni ovládat hračku myší mrkáním.
„Potenciál je ale mnohem větší a zařízení lze použít v mnoha různých odvětvích, v závislosti na přáních a možnostech uživatele,“ napsal.
Rakhmatulin ve skutečnosti uvádí, že signály PiEEG lze použít například pro ovládání chytré domácnosti , hraní her, robotiku, virtuální klávesnici nebo dokonce pro DIY experimenty s detektorem lži. Zařízení „mohou také využít nadšenci do strojového učení k vytváření projektů pro ovládání robotů a mechanických končetin s myšlenkovými schopnostmi, ovládání spánku, ovládání meditace nebo jako detektor pohybu, detektor lži a mnoho dalšího,“ poznamenává Rakhmatulin.
Dobrou zprávou u těchto druhů nízkonákladových projektů je, že by se v příštích 10 letech mohly dozvědět o mozku více, než jsme se my naučili za posledních 50. Problémem by však nyní bylo najít lidi, kteří akceptují, že kdokoli může připojte se ke svému mozku. Kromě toho však nelze vyloučit materiální potíže. Ve skutečnosti se uvádí, že se elektrody časem rychle opotřebovávají, což by mohlo zvýšit náklady na používání zařízení. Dále je nutné najít způsob, jak tyto elektrody udržet na místě po dlouhou dobu, což při experimentech není snadné.
Ale již se schopností levně číst mozkové signály a provádět úkoly založené na těchto signálech se znovu objevuje sporná debata o uchovávání lidské paměti na paměťovém zařízení.
Zdroj: https://arxiv.org