راهنمای مقدماتی BCI (رابط مغز – کامپیوتر)

تعریف رابط مغز-کامپیوتر BCI

BCI (رابط مغز-کامپیوتر) فناوری است که سیگنال‌ها را بین مغز و یک دستگاه خارجی ارسال و دریافت می‌کند. رابط های مغز و کامپیوتر را رابط مغز و ماشین نیز می نامند. BCI سیگنال‌های مغز را جمع‌آوری و تفسیر می‌کند و سپس آن‌ها را به یک ماشین متصل ارسال می‌کند که دستورات مرتبط با سیگنال‌های دریافتی مغز را صادر می‌کند. یک تعریف ساده شده BCI ممکن است این فناوری را به عنوان “یک پیوند ارتباطی مستقیم بین مغز و یک دستگاه خارجی” توصیف کند. این اتصال یک پیوند دو طرفه (یک رابط دو طرفه) است. یک جهت شامل BCI است که فعالیت مغز را به کامپیوتر می فرستد و کامپیوتر فعالیت مغز را به دستورات حرکتی تبدیل می کند. ارتباط می تواند در جهت دیگری نیز اتفاق بیفتد – جایی که کامپیوتر اطلاعات را مستقیماً به مغز کاربر BCI می فرستد. در مقایسه با BCI غیر تهاجمی که در آن ارتباط مستقیم مغزی وجود دارد، به آن BCI فعال می گویند.

BCI چگونه کار می کند؟

مغز ما پر از سلول هایی به نام نورون است. هر بار که فکر می کنیم، حرکت می کنیم، احساس می کنیم یا چیزی را به یاد می آوریم، نورون های ما در حال کار هستند. این کار توسط سیگنال های بیوشیمیایی و الکتریکی انجام می شود. دانشمندان می توانند آن سیگنال ها را شناسایی کرده و با استفاده از فناوری الکتروانسفالوگرافی (EEG) معنای آنها را تفسیر کنند. EEG می تواند سیگنال های مغز انسان را بخواند و به تقویت کننده ها بفرستد. سپس سیگنال های تقویت شده توسط یک برنامه کامپیوتری BCI تفسیر می شوند که از سیگنال ها برای کنترل یک دستگاه استفاده می کند.

BCI چیست؟ BCI را می توان رابط مغز و ماشین، رابط کنترل عصبی، رابط ذهن و ماشین یا رابط عصبی مستقیم نامید. BCI اجازه می دهد تا ارتباط مستقیم بین مغز و یک دستگاه خارجی، اغلب برای کنترل فعالیت آن وجود داشته باشد. BCI ها سیگنال های مغز را می خوانند و از الگوریتم های یادگیری ماشینی برای تبدیل سیگنال ها به یک کنش خارجی استفاده می کنند.

ارتباط بین BCI و EEG

BCI مبتنی بر EEG با تکنیک استفاده از الکترودهای EEG غیر تهاجمی برای اندازه گیری فعالیت مغز و ترجمه سیگنال های مغزی ثبت شده به دستورات مشخص می شود. BCI ها تغییرات در فعالیت مغز را که از طریق EEG اندازه گیری می شود، تشخیص می دهند. سپس فناوری‌های BCI این سیگنال‌ها را به الگوریتم‌های یادگیری ماشین منتقل می‌کنند. الگوریتم های یادگیری ماشینی برای تشخیص فعالیت مغز EEG مرتبط با احساسات، اعمال و عبارات خاص آموزش دیده اند. زمانی که الگوریتم‌ها فعالیت مغز EEG منطبق را شناسایی می‌کنند، BCI می‌تواند دستورات خارجی را برای کنترل یک دستگاه (مانند مکان‌نمای کامپیوتر، بازوی رباتیک یا ویلچر) منتقل کند. دستگاه ها نیز برای تفسیر و اجرای این دستورات برنامه ریزی شده اند، خواه کنترل یک شی فیزیکی یا یک رابط دیجیتال باشد. سوژه ای که دستگاه EEG پوشیده است می تواند فکر کند “به سمت چپ حرکت کند” و مکان نما به سمت چپ حرکت می کند – این نمونه ای از یک عمل خارجی است که روی یک رابط دیجیتال انجام می شود. سوژه ای که از BCI مبتنی بر EEG استفاده می کند و به یک بازوی رباتیک متصل است، می تواند به “حرکت” فکر کند و بازوی رباتیک تکان خواهد خورد.

بررسی و خرید محصولات واسط کاربری مغز-رایانه با استفاده از سیگنال های EEG.