موفقیت محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر در به کارگیری سیگنال مغز در حرکت دادن صندلی چرخدار
تیم تحقیقاتی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با مطالعه بر روی سیگنالهای مغزی راهکارهایی برای صدور فرامین به صندلی چرخدار معلولان حرکتی عرضه کردند که صندلی چرخدار را به هر سمتی که مددجو تصور می‌کند، حرکت می‌دهد.
به گزارش
خبرگزاری صدا و سیما به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛ محمدرضا عدالتی شعرباف مجری طرح گفت: با توجه به
تعداد بالای مددجویان حرکتی در کشور و ناتوانایی آنها درانجام امور روزمره و مشکلات زیادی از جمله گوشه گیری و انزوا که به وجود می آید، انجام تحقیقاتی در راستای کمک به آنها ضروری به نظر می رسد.
وی از اجرای طری در این زمینه با عنوان«بکارگیری سیگنالهای EEG تصور حرکتی جهت تولید فرمان‌های لازم برای کنترل صندلی چرخدار» خبر داد و افزود: هدف از این طرح کمک به مددجویانی است که توانایی حرکت هیچ یک از اندامهای خود را ندارند و تنها به کمک قدرت تفکر و تصور خود به همراه کامپیوتر و ایجاد رابط مغز و کامپیوتر (BCI) می توانند یکسری کارهای ساده را انجام دهند.
عدالتی با اشاره به جزئیات اجرای این طرح گفت: این طرح به دو قسمت کلی پردازش سیگنال و پیاده سازی بر روی صندلی چرخدار تقسیم می‌شود.
وی بخش پردازش سیگنال این طرح را شامل چند بخش متفاوت دانست که بیشتر نوآوری‌های طرح نیز در این قسمت رخ داده است، افزود: در این طرح از دادگانی که شامل تصور حرکت دست چپ، دست راست، پاها و زبان است، استفاده شده و تمام بخش‌های پردازش سیگنال و تشخیص نوع تصور حرکت و پیاده سازی آن بر روی صندلی چرخ دار به طور کامل انجام گرفته است.
عدالتی تأکید کرد: تنها بخش ثبت سیگنال در این طرح انجام نشد ولی روند آن به گونه ای است که قابلیت اجرای برخط و به طور واقعی را دارد. در واقع فرد مددجو با نشستن بر روی صندلی چرخ دار و انجام4 تصور حرکت دست چپ، دست راست، پاها و زبان، قابلیت کنترل صندلی چرخدار را در 4 مسیر حرکت به چپ، حرکت به راست، حرکت به جلو و ایست که به ترتیب مربوط به تصورهای حرکت دست چپ، دست راست، پا و زبان است، دارد.
مجری طرح با بیان اینکه در طرح حاضر و بر روی سیگنال های مغزی ناشی از تصور حرکتی کارهای زیادی انجام گرفته که مهمترین نقص آن دقت پایین تشخیص تصور حرکت است، افزود: در این طرح سعی شد با تغییر و تکمیل روش های بکار گرفته شده در گذشته و ارائه روش های جدید، در جهت بهبود دقت تشخیص تصور حرکت اقدام شود و نسبت به گذشته نیز موفقیت هایی حاصل شد.
وی اصلی ترین مشکل و پیچیدگی موجود در این طرح را بخش پردازش سیگنال عنوان کرد و گفت: باید از سیگنالهای مغزی ویژگی هایی استخراج می شد که بتواند4 تصور حرکت را از یکدیگر تفکیک کند.به عبارتی ویژگی های استخراج شده علاوه بر این که باید قدرت تفکیک بالایی بین تصورهای حرکت داشته باشند، سرعت استخراج آنها نیز باید بالا باشد؛ چرا که سیستم باید به صورت برخط عمل کرده و تأخیر بسیار کمی داشته باشد.
وی امکان انحراف صندلی چرخدار در اثر تشخیص اشتباه تصور در بین یک سری تصور دیگر را از دیگر مشکلات این طرح عنوان کرد و گفت:به طور مثال هنگامی که فرد تصور حرکت پا را داشته و صندلی چرخدار به جلو حرکت می کند، اگر سیستم در بین تصورهای حرکت پا به اشتباه یک مورد تصور حرکت دست راست تشخیص دهد، صندلی چرخدار منحرف خواهد شد.
عدالتی با تأکید بر اینکه در این طرح با ارائه راهکارهایی این مشکل نیز برطرف شده است، افزود: با توجه به نتایج به دست آمده در این طرح که دقت مناسبی را جهت تشخیص تصورهای حرکت نشان می دهد، از آن در پزشکی و برای کمک به مددجویان در کنترل وسایل مختلف از جمله کنترل صندلی چرخدار (که در این طرح پیاده سازی شد) و کامپیوتر قابل استفاده است، همچنین از آن می توان برای طراحی بازی های کامپیوتری جهت افزایش تمرکز نیز استفاده کرد.
مجری طرح ادامه داد: روشهای بکار گرفته شده در بخش پردازش سیگنال برای بهبود دقت تشخیص تصورهای حرکت روشهای جدیدی بوده که بخشی از آن به صورت مقاله ارائه شده است.
وی به بیان مزایای سیستم طراحی شده پرداخت و گفت: این سیستم بسیار ساده و سریع است و در کاربردهای عملی با روش های بکار گرفته شده دقت سیستم بالا رفته است و علاوه بر کنترل صندلی چرخدار، کاربردهای بسیار گستردهای دارد.
عدالتی با بیان اینکه نمونه هایی از صندلی چرخ دار موجود در این طرح در خارج وجود دارد، افزود: در این صندلی‌ها از تصورهای حرکتی و غیرحرکتی برای کنترل صندلی چرخدار استفاده شده است و تمایز آن با سیستم طراحی شده در این طرح مربوط به بحث های تخصصی پردازش سیگنال و کنترل صندلی چرخ دار بوده که سبب افزایش دقت و کارآمدگی سیستم شده است.
وی استفاده از روشهای جدید استخراج ویژگی و نوآوری در آن، طراحی سیستم طبقه بندی جدید، بهبود عملکرد سیستم در پیاده سازی بر روی صندلی چرخدار را از مزیت های رقابتی این طرح نام برد و گفت: با توجه به اینکه صندلی چرخدار و دو موتور DC بر روی آن از قبل در آزمایشگاه کنترل سیستم های بیولوژیکی دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر موجود بوده و همچنین از دادگان آماده که باعث بی نیازی به دستگاه ثبت سیگنال مغز می شد، استفاده شد، سبب کاهش هزینه های این طرح شده و تنها حدود 200 هزار تومان هزینه قطعات مربوط به کنترل صندلی چرخدار شد.
وی با اشاره به کاربردهای این سیستم افزود: از این طرح برای کمک به مددجویان حرکتی و بهبود عملکرد آنها در زندگی روزمره می توان استفاده کرد که صندلی چرخدار نمونه هایی از آن بود. همچنین طراحی بازی و سرگرمی برای افزایش تمرکز نیز از جمله کاربردهای این سیستم می تواند باشد.
این طرح از سوی محمدرضا عدالتی شعرباف دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و به راهنمایی دکتر علی فلاح و مشاوره دکتر سعید رشیدی در دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شده است.