Глобально в світі існують два типи мозкових інтерфейсів: інвазивні НКІ і неінвазивні. Інвазивні означають вживлення нейроімплантов в певні ділянки мозку, неівазівні являють собою обладнання, яке можна знімати та одягати як звичайну переносну електроніку. У цій статті ми розглянемо недорогі неінвазивні пристрої, призначені для зчитування сигналів мозку і нервової системи на базі ЕЕГ, які вже сьогодні можна використовувати при розробці мобільних та інших додатків.

Розробки нейрокомп'ютерного інтерфейсу (МКІ - BCI - brain computer interface) ведуться з середини минулого століття. Мрія про комп'ютер, яким можна керувати за допомогою думки, давно хвилює розуми вчених. А пристрої, що зчитують ті чи інші сигнали нервової системи, існують вже давно. Ідея створення прямого нейронного інтерфейсу з двобічним зв'язком, який дозволить відправляти та отримувати сигнали безпосередньо в мозок поки не реалізована повністю.

Однак уже існують пристрої, які можуть бути використані в якості джерела даних про емоції людини, на підставі яких можна вдосконалювати алгоритми або керувати системами.

Вже давно розроблений і широко використовується клас носимих пристроїв, що використовують сигнали електроенцефалограми ЕЕГ (EEG sensors) і м'язових імпульсів електроміографії ЕМГ (EMG muscle sensors). Носимі прилади для зняття ЕЕГ, оформлені у вигляді компактних і цілком естетичних пристроїв, що надягають на голову, отримали назву "ЕЕГ гарнітура" (EEG Headset).



Як виглядає ЕЕГ гарнітура (EEG headset)



Зовнішній вигляд гарнітури залежить від її класу та складності передбачуваного використання.

EEG Headset

ЕЕГ гарнітури діляться на два класи:

  • споживчі” - виглядають приблизно як на фотографії вище

  • професійні” - дають набагато більшу точність, але виглядають не так естетично.

За ступенем "зростання професіоналізму" гарнітури з НКІ виглядають приблизно таким чином:

ЭЭГ наушники

ЕЕГ навушники для музики, релаксації, медитацій і т.п

Носимая ЭЭГ гарнитура

Носима ЕЕГ гарнітура використовується як неінвазивний BCI

Мобильные ЭЭГ гарнитуры

Мобільні ЕЕГ гарнітури рівня сумірного з лабораторним

Профессиональная или лабораторная ЭЭГ гарнитура

Професійна або лабораторна ЕЕГ гарнітура для досліджень

Що пропонують виробники ЕЕГ нейрокомпьтерних гарнітур



На сьогоднішній день виробники пропонують достатню кількість систем мозкових інтерфейсів споживчого класу. Їх легко уявити собі на співробітниках або кінцевих клієнтах у звичайних, не лабораторних умовах. Такі системи зазвичай постачаються в наступному вигляді:

  • гарнітура з ЕЕГ датчиками, кліпсою (прищіпкою) на вухо або спеціальними контактами за вухами;
  • зв'язок за допомогою Bluetooth;
  • живлення від батарейок/акумуляторів;
  • набір API для розробників інтерфейсів "мозок – комп'ютер";
  • набір додатків для кінцевих користувачів і демо-додатків щоб погратися з ЕЕГ гарнітурою і зрозуміти, що вона може.



Розглянемо коротко перелік актуальних на сьогодні моделей пристроїв, які можна застосовувати в якості нейроінтерфейсів:



Neurosky MindWawe Headset

Розробникам доступно API BCI, що дозволяє розпізнавати:

увагу, концентрацію, релаксацію, кліпання, ментальну напругу, знайомий або незнайомий предмет, задоволення/ незадоволення, інші алгоритми.



Emotiv EPOC

Окрім даних ЕЕГ відмічає рухи головою.

Дозволяє приймати ментальні команди (налаштовується), вловлювати кліпання і вираз обличчя (більше 5 виразів обличчя)

API дозволяє вловлювати хвилювання, залученість, розслаблення, інтерес, стрес, фокус.



Emotiv Insight

Спрощена і полегшена версія EEG headset.

Дозволяє в цілому те саме, що і EPOC + тільки датчиків менше, а точність нижча. Це більш побутовий за своєю суттю пристрій.



Macrotellect BrainLink

Macrotellect BrainLink

Ціна 149 EUR

Документації і SDK немає, підходить SDK Neurosky

Китайський набір, побудований на архітектурі нейро-гарнітури NeuroSky і в цілому їй аналогічний.

На сам пристрій виведена світлова індикація максимального рівня концентрації, уважності та медитації.



Interaxon Muse 2

Замість кліпси на вухо використовуються спеціальні контакти за вухами.

Також знімає дані про серцевий ритм, дихання, рухи тіла. Позиціонується як інструмент для медитації.



Kokoon

Kokoon

Ціна 300 EUR

Документації для розробників МКІ у відкритому доступі немає

Шумопоглинаючі навушники з ЕЕГ сенсором.

Ідея навушників з нейрокомп'ютерним BCI інтерфейсом виглядає привабливо, але точність такого пристрою найнижча.



OpenBCI

Являє собою набір датчиків Brain Computer Interface, SDK і плат для зняття ЕЕГ та інших сенсорів і інтерпретації результатів.

По суті DIY – набір для тих, хто хоче експериментувати зі зчитуванням і оцифруванням сигналів мозку.

Гарне порівняння характеристик нейрокомп'ютерних brain computer interface ЕЕГ пристроїв для лабораторного застосування можна знайти на сайті Imotions. Ми не вносили їх в список вище, оскільки вони занадто складні та створені для роботи в лабораторних умовах. Огляд ще одних навушників з ЕЕГ, що не потрапили в нашу статтю, можна побачити за цим посиланням: https://www.thinkmindset.com/. В цілому вони схожі на описані вище.

Всі ці системи, професійні та побутові, можуть бути використані у безлічі сфер:

    • побутова (управління біологічними екзопротезами)
    • соціальна (контроль рівня втоми представників відповідальних професій: рятувальник, авіадиспетчер, космонавт, оператор безпілотної техніки)
    • бізнес (створення ігор, архітектура/дизайн, поліпшення юзабіліті сайту)
    • розваги (ігри, інтерактивні фільми)
    • військова (дистанційне керування дроном і ін.)

В наступній частині нашої статті ми детально розглянемо як можуть застосовуватися інтерфейси для передачі сигналів від мозку в комп'ютер. Особливо привабливо виглядає використання даних про емоції в поєднанні з машинним навчанням і нейронними мережами.

Якщо у вас є ідеї додатків, які можна розробити, використовуючи brain computer interface, зв’яжіться з нами. Ми в Evergreen будемо раді реалізувати їх разом з вами.

01.03.2019
Рейтинг: 0 / 5 (0)